天宮

西安力量貢獻大

4月20日19時(shí)41分，搭載著(zhù)天舟一號貨運飛船的長(cháng)征七號遙二運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，約596秒后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預定軌道，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。

這是天舟貨運飛船和長(cháng)征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統的首次飛行試驗。飛船入軌后，將按預定程序與在軌運行的天宮二號先后進(jìn)行自動(dòng)交會(huì )對接、自主快速交會(huì )對接等3次交會(huì )對接，3次推進(jìn)劑在軌補加以及空間應用和航天技術(shù)等領(lǐng)域的多項實(shí)(試)驗。其間，天舟一號與天宮二號組合體在軌飛行約2個(gè)月，天舟一號獨立飛行約3個(gè)月。完成既定任務(wù)后，天舟一號將受控離軌，隕落至預定安全海域;天宮二號留軌繼續開(kāi)展拓展試驗和應用。新華社

西安技術(shù)為“太空加油”保駕護航

20日，天舟一號成功飛入蒼穹，此次這個(gè)“太空快遞小哥”的最主要任務(wù)就是為天宮二號完成太空在軌推進(jìn)劑補給，即俗話(huà)說(shuō)的“太空加油”，而這項大難度的技術(shù)正是由位于西安的航天科技集團六院攻關(guān)完成的。

天舟一號貨運飛船飛行發(fā)射，其核心攻關(guān)項目——推進(jìn)劑在軌補加技術(shù)是空間站實(shí)現長(cháng)期駐留的必要條件，在此之前僅有個(gè)別航天大國完全掌握。此次我國在推進(jìn)劑太空在軌補加一系列核心關(guān)鍵技術(shù)研制上獲得重大技術(shù)突破，中國人的“太空加油”夢(mèng)想成為現實(shí)。

“太空加油”和我們平時(shí)在陸地上加油有什么不同?據航天科技集團六院801所載人飛船和空間站實(shí)驗室主任設計師劉建盈介紹，在陸地上加油只要人工將油槍對準加油孔，開(kāi)始加油即可完成，但是在太空完全失重的環(huán)境下，“加油”可就不那么簡(jiǎn)單了。劉建盈告訴記者，外太空“加油”完全要靠氣體壓力的調節將推進(jìn)劑壓出來(lái)。陸地上是面對空油箱加油，但在太空，飛行器的推進(jìn)劑燃燒后會(huì )產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體占據了儲箱的空間，想再往里“加油”就要把氣體抽回氣瓶中。為此，研發(fā)團隊專(zhuān)門(mén)研制了“壓氣機”，它去年9月就隨天宮二號空間實(shí)驗室帶到了太空。壓氣機的作用，就是在“太空加油”之前，把原來(lái)儲箱里面的氣先抽出來(lái)，相當于把油箱先騰空。在天舟一號與其對接后，通過(guò)兩個(gè)航天器之間產(chǎn)生的氣體壓力，把推進(jìn)劑從天舟一號上源源不斷輸送到天宮二號上。雖然看起來(lái)和地面加油差不多，但是要真正實(shí)現起來(lái)，卻并不容易。

推進(jìn)劑是絕對不能泄漏的，如何既能保證準確的對接，又要滿(mǎn)足密封的要求呢?劉建盈介紹說(shuō)，兩個(gè)飛行器對接后，為了保證天舟一號上的“油槍”能夠對準天宮二號上的“加油孔”，科研人員研制出了浮動(dòng)斷接器，“兩個(gè)對接機構對接上肯定是有一定的偏差，通過(guò)浮動(dòng)來(lái)找到最合適的位置，實(shí)現準確的對接。”劉建盈說(shuō)，貨運飛船在對接及浮動(dòng)斷接器插合完成后，需對貨運飛船及空間實(shí)驗室/空間站連接起來(lái)的補加管路系統進(jìn)行檢漏，確保補加過(guò)程中無(wú)泄漏及補加系統的安全，由于這些技術(shù)在地面沒(méi)有辦法模擬實(shí)現，801所設計團隊通過(guò)設計仿真及多輪地面試驗驗證，摸索出了檢漏方法及評判指標，為在軌補加前檢漏這一安全保障奠定了基礎。

“太空加油”技術(shù)完全由航天科技集團六院獨立自主研制，并突破了國外技術(shù)封鎖，填補了中國航天領(lǐng)域空白，實(shí)現了我國空間推進(jìn)領(lǐng)域的又一次技術(shù)跨越。

西安動(dòng)力為“天舟”架“天梯”

20日，我國新一代中型運載火箭“長(cháng)征七號”成功發(fā)射，推舉我國首艘貨運飛船——天舟一號飛向遙遠的天際。此次為天舟一號搭建太空“神梯”的就是位于西安的航天科技集團六院，“西安動(dòng)力”再顯威力。

“這次執行天舟一號飛行發(fā)射任務(wù)，航天六院研制交付了大小46臺發(fā)動(dòng)機。”航天六院科研生產(chǎn)部副部長(cháng)高新輝告訴記者，既包括為長(cháng)征七號提供推力的10臺兩種推力類(lèi)型的新型綠色環(huán)保液氧煤油發(fā)動(dòng)機，還包括天舟一號上36臺大小各異功能不同的發(fā)動(dòng)機，這36臺發(fā)動(dòng)機25N、120N、150N、490N四種不同推力量級。據六院801所載人飛船和空間站實(shí)驗室主任設計師劉建盈介紹，這些發(fā)動(dòng)機分工不同，其中25N、150N發(fā)動(dòng)機負責幫助天舟一號調整姿態(tài)，490N發(fā)動(dòng)機主要控制它在軌運行，而120N發(fā)動(dòng)機則負責交會(huì )對接。通過(guò)他們的默契配合，力保天舟一號這位“快遞小哥”在軌飛行和交會(huì )對接時(shí)，能夠實(shí)現“俯仰有度，動(dòng)靜自如”。

每一臺發(fā)動(dòng)機的工作精確與否，都關(guān)系著(zhù)整船的飛行任務(wù)能否順利完成，因此必須確保發(fā)動(dòng)機具有100%的工作可靠性。天舟一號的運載量大，要求發(fā)動(dòng)機工作時(shí)間和工作次數成倍的增加，這就要求在較短的研制周期內，大幅提高各發(fā)動(dòng)機的工作可靠性。劉建盈告訴記者，經(jīng)過(guò)充分論證比較，六院研制團隊決定對25N、120N、150N發(fā)動(dòng)機的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行適應性改進(jìn)設計，在不改變性能的前提下，降低發(fā)動(dòng)機工作溫度。由于發(fā)動(dòng)機工作涉及霧化、燃燒等復雜的物理化學(xué)過(guò)程，是一個(gè)世界性的難題，不僅需要理論分析和仿真計算，還需要大量的試驗驗證。在研制團隊不懈的努力下，天舟一號各級系統均采納了發(fā)動(dòng)機的改進(jìn)方案，滿(mǎn)足了型號總體提出的技術(shù)要求。

西安鄉黨為“舟宮會(huì )”牽線(xiàn)搭橋

20日，天舟一號在萬(wàn)眾矚目中飛入蒼穹。航天科技集團五院西安分院為其研制的應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)提供通信與測控信號傳輸大通道，幫助“天舟”與“天宮”精準會(huì )面。

想象一下，如果“太空快遞小哥”的手機沒(méi)有信號，或者不認識路，那怎么能順利將貨物送到呢。“西安分院為天舟一號與地面聯(lián)系搭建了聯(lián)絡(luò )專(zhuān)線(xiàn)，為天舟一號能夠順利將貨物送達提供了重要保障。”西安分院天舟一號任務(wù)指揮陳嵐介紹，應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )承擔著(zhù)收發(fā)信息的功能，當天舟一號接收到地面的通信和測控信號的時(shí)候，就通過(guò)應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )傳輸到應答機對信號進(jìn)行接收。反之，當天舟一號給地面發(fā)送相應信號的時(shí)候，也需要通過(guò)應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸到天線(xiàn)并發(fā)送到地面。”陳嵐說(shuō)，相比天宮二號空間實(shí)驗室中使用的USB天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )重量減輕了500克，體積也相應減少。

“瘦身”后的應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，不僅身材“苗條”，且功能更為強大。五院西安分院在應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )上使用了新研發(fā)的收發(fā)雙工器，通過(guò)四個(gè)通道中的八個(gè)端口，實(shí)現了通信測控信號的高效傳輸。由于這項獨特性的設計，將應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的射頻信號傳輸能力提升了近一倍多，遠遠超出了天舟一號最初的設計指標要求。同時(shí)也因為這項獨特性的設計，不僅不需要通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)控制信號的發(fā)射和接收，實(shí)現了信號的“常通”，而且從根本上提升了信號傳輸的可靠性。就好比在電梯運送人員的過(guò)程中，以前是使用直梯運輸，需要通過(guò)電梯門(mén)的開(kāi)關(guān)來(lái)分撥運送人員，而現在則通過(guò)手扶電梯，實(shí)現了不間斷的運送。

同時(shí)，為保證天舟一號信號傳輸清晰，在應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中，五院西安分院還使用了新研的介質(zhì)濾波器，當信號通過(guò)的時(shí)候，可以將多余的干擾信號過(guò)濾掉，提升了信號傳輸的質(zhì)量。就如在手機通話(huà)中，將多余的干擾聲音過(guò)濾掉，只保留正式的通話(huà)聲音。

五院西安分院研制的應答機天線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在天舟一號中經(jīng)歷了產(chǎn)品的反復加工、調試、性能測試，先后開(kāi)展了力學(xué)、熱控、溫度、濕度以及功率容量等多項試驗驗證，充分保證了在軌運行的可靠性。

“天舟”“長(cháng)七”“大腦”都是西安造

20日，長(cháng)征七號運載火箭托舉天舟一號貨運飛船一飛沖天。作為中國首個(gè) “太空快遞小哥”，天舟一號有著(zhù)強大的“大腦”，而為它打造這些強大“大腦”的就是位于西安的航天九院七七一所。

箭載計算機被稱(chēng)為火箭的強健 “大腦”，它能夠有條不紊地完成箭體參數錄取、飛行軌道計算、飛行軌跡誤差修正以及控制指令輸出等多項復雜的控制任務(wù)，指揮火箭正常飛行。此次，長(cháng)征七號實(shí)現了指令級同步技術(shù)，可以將“大腦”發(fā)出的指令之間的誤差由原本的微秒級降低至納秒級，實(shí)現“大腦”更加精準的控制。

數管分系統中央單元是整個(gè)天舟一號貨運飛船的“大腦”。在貨運飛船飛行、?？科陂g，中央單元緊張地忙碌著(zhù)，負責完成對整個(gè)飛船數管分系統設備的控制、管理，同時(shí)對其他分系統設備間的命令和數據傳送進(jìn)行控制。只有中央單元正常運轉，才能精確控制天舟一號與天宮二號空間實(shí)驗室交會(huì )對接、推進(jìn)劑在軌補加。天舟一號數管分系統中央單元通過(guò)技術(shù)攻關(guān)，實(shí)現了關(guān)鍵元器件的國產(chǎn)化，為今后我國航天器工程自主可控的國產(chǎn)化道路奠定了堅實(shí)基礎。

西安制造為“天舟”定制“密封衣”

4月20日，我國第一艘貨運飛船天舟一號成功發(fā)射升空。位于西安的中國航天科技集團公司四院為天舟一號量身定做了全套結構密封系統，為其奔赴“天宮”提供安全保障。

飛船艙體密封系統是航天飛船、空間站等艙體結構密封的重要系統部件，對隔離艙體與外層空間、支撐艙內環(huán)境起著(zhù)至關(guān)重要的作用。為滿(mǎn)足復雜的外太空環(huán)境要求，四院42所研制的密封產(chǎn)品在高真空、高低溫交變、原子氧侵蝕、強紫外線(xiàn)和帶電粒子輻照等特殊環(huán)境中，不產(chǎn)生降解、老化和皸裂，始終保持可靠的密封性能。另外，由于飛船艙內環(huán)境的特殊要求，該所密封產(chǎn)品具有極低的揮發(fā)性，而且無(wú)毒、無(wú)污染。自載人航天工程啟動(dòng)以來(lái)，四院42所承擔了所有“神舟”載人飛船、“天宮”實(shí)驗室艙體密封系統研制生產(chǎn)任務(wù)。

天舟一號是目前我國體積最大、重量最重的航天器。艙體密封產(chǎn)品的種類(lèi)更多、規格不一，安全性、穩定性要求更高。為滿(mǎn)足要求，該所研制人員專(zhuān)為“天舟” 量身制作了個(gè)性化系列模具，研制出的密封產(chǎn)品形狀各異、規格多樣，大的直徑長(cháng)達一米多，小的只有十幾毫米，密封件尺寸精度誤差不超過(guò)0.01毫米，相當于頭發(fā)絲的五分之一，許多異形件更是首次研制。據各類(lèi)模擬環(huán)境試驗表明，該密封材料，達到國際同類(lèi)產(chǎn)品水平，壽命大于30年。

西安智慧為“天舟”鋪“天路”

20日，天舟一號成功發(fā)射，由航天科技集團五院西安分院研制的中繼終端第一時(shí)間開(kāi)機，與太空中的四顆中繼衛星實(shí)現“太空握手”，搭建“天路”，實(shí)現地面對天舟一號的“遠程駕駛”。

“此次科研人員將以中繼終端與中繼衛星建立起來(lái)的天基測控通信系統為主，對天舟一號實(shí)施在軌飛行控制。”西安分院中繼終端負責人余曉川介紹到，通過(guò)地面遙測遙控方式，對飛船姿態(tài)進(jìn)行控制，并與地面建立通信聯(lián)系，實(shí)現對天舟一號貨運飛船的“遠程駕駛”。余曉川說(shuō)，中繼終端就好像人的神經(jīng)系統，通過(guò)與中繼衛星的聯(lián)系，來(lái)幫助處理所有的指令。在隨后的飛行過(guò)程中，天舟一號中繼終端還將通過(guò)“太空天路”與天宮二號完成兩次交會(huì )對接任務(wù)，并為天宮二號“太空加油”。以其中的交會(huì )對接任務(wù)為例，通過(guò)中繼終端所搭建的天基測控通信系統，科研人員可以同時(shí)實(shí)現對天舟一號和天宮二號的“遠程駕駛”，可以對天舟一號和天宮二號實(shí)現同時(shí)測控、同時(shí)進(jìn)行高速數據傳輸，所建立的星間鏈路可以實(shí)時(shí)向地面傳輸交會(huì )對接畫(huà)面。除此之外，天舟一號還將進(jìn)行包括載荷試驗在內的多項試驗驗證任務(wù)，而這些任務(wù)的所有命令都是通過(guò)中繼終端發(fā)送的遙控和遙測指令來(lái)實(shí)現的。

搭建太空天路，實(shí)現“遠程駕駛”聽(tīng)起來(lái)簡(jiǎn)單，但實(shí)現起來(lái)不僅需要跨越393公里，還必須在不到一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內快速搭建完成，更要確保全程穩定運行，系統復雜性可想而知。天舟一號中繼終端與四顆中繼衛星組成的天基測控通信系統是實(shí)現“遠程駕駛”的關(guān)鍵。為研制出適合天舟一號任務(wù)需求的系統和產(chǎn)品，西安分院研究人員在天宮二號中繼終端產(chǎn)品設計和工作原理的基礎上，重新設計、研制了系統產(chǎn)品，系統所配置的9個(gè)軟件均為新研軟件。

西安衛測中心織“天網(wǎng)”送“天舟”

20日19時(shí)，古城西安夜幕初降，喧囂了一天的城市，漸漸安靜下來(lái)。而此時(shí)，西安衛星測控中心里面的工作人員正在為天舟一號忙碌著(zhù)。

走進(jìn)測控中心指揮大廳，立刻感到一種緊張忙碌的氣氛。一排排身著(zhù)藍色工作服的科技人員，全神貫注地端坐在計算機面前，為即將發(fā)射的天舟一號貨運飛船進(jìn)入最后的準備工作。測控中心技術(shù)部楊永安副總工程師告訴記者，這次任務(wù)是天舟一號貨運飛船和長(cháng)征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統，首次進(jìn)行飛行試驗，包含多項試驗任務(wù)，每一項都需要世界一流的航天控制技術(shù)。作為年度工作的重頭戲之一，中心從年初就開(kāi)始著(zhù)手準備。前期，他們利用任務(wù)軟件與中心各測控站組成的測控‘天網(wǎng)’模擬了任務(wù)全過(guò)程，對可能存在的任務(wù)風(fēng)險提出了切實(shí)可行的對策。

19時(shí)41分40秒，搭載著(zhù)天舟一號的長(cháng)征七號運載火箭沖天而起。大屏幕上顯示著(zhù)我國版圖和火箭理論曲線(xiàn)，此時(shí)很快出現一個(gè)小小的紅色亮點(diǎn)，亮點(diǎn)緩緩移動(dòng)變成一條紅線(xiàn)，這是根據飛船實(shí)際參數計算出來(lái)的飛行姿態(tài)曲線(xiàn)。

“三亞發(fā)現目標!”在火箭起飛40秒左右，三亞測控站靈敏的雷達準確捕捉到天舟一號令人期待的身影。“西沙跟蹤正常!”“長(cháng)江七號發(fā)現目標!”很快，來(lái)自祖國各地多個(gè)測控站的報告聲陸續傳來(lái)。

19時(shí)51分，船箭分離成功。大屏幕中間顯示出天舟一號的飛行狀態(tài)，各項測控數據顯示飛船性能良好，運行狀態(tài)平穩。隨著(zhù)各測控站點(diǎn)不斷精準地注入指令，飛船按計劃向預定軌道順利挺進(jìn)。19時(shí)54分，只見(jiàn)天舟一號的太陽(yáng)帆板緩緩張開(kāi)。各項參數顯示，天舟一號已順利進(jìn)入預定軌道。20時(shí)05分，發(fā)射場(chǎng)區指揮部宣布：火箭飛行正常，飛船準確進(jìn)入預定軌道，天舟一號發(fā)射任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功。

絲路一號科學(xué)試驗衛星01星

天舟乘客

昨日，我國首顆采用貨運飛船搭載方式發(fā)射的對地觀(guān)測微納衛星“絲路一號”科學(xué)試驗衛星01星隨天舟一號貨運飛船升空。這是我國“絲路微小衛星群對地觀(guān)測系統”的首發(fā)星。

昨日，記者從航天基地獲悉，絲路微小衛星群對地觀(guān)測系統”是陜西服務(wù)“一帶一路”建設的重點(diǎn)示范性項目。衛星群計劃由30顆以上以增強導航和遙感為主的多任務(wù)多載荷微小型衛星組成，配合在陜已建成的接收處理與應用服務(wù)中心，將為西部地區及絲路沿線(xiàn)國家提供便捷穩定的增強導航和遙感影像服務(wù)。首顆衛星的整星收攏長(cháng)度僅為330毫米，質(zhì)量不到4.5公斤。雖然重量輕，卻具備很強的光學(xué)遙感對地觀(guān)測能力，可以提供全色、多光譜、高光譜等多種類(lèi)型的遙感影像并具備增強導航功能。

西工大空間生命科學(xué)項目

昨晚，我國首艘貨運飛船天舟一號在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)發(fā)射升空，4個(gè)科學(xué)實(shí)驗項目搭載飛船升空。

此次在天舟一號飛船上開(kāi)展的生命科學(xué)實(shí)驗項目，由西北工業(yè)大學(xué)聯(lián)合清華大學(xué)、浙江大學(xué)等5家單位將開(kāi)展8個(gè)子課題研究，所有生物樣品均為哺乳動(dòng)物細胞。西北工業(yè)大學(xué)在其中承擔了一個(gè)子課題——“空間微重力環(huán)境對骨/成骨細胞生命活動(dòng)的影響”，將在天舟一號上進(jìn)行持續21天的空間飛行實(shí)驗，與天基實(shí)驗同步開(kāi)展相關(guān)的對照地基實(shí)驗，包括地面正常細胞實(shí)驗、地基模擬微重力(效應)實(shí)驗、地基初樣比對件產(chǎn)品細胞培養實(shí)驗等。