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2小時交會對接世界第一!天舟五號為啥這么牛

導(dǎo)讀 北京時間2022年11月12日10時03分,搭載天舟五號貨運(yùn)飛船的長征七號遙六運(yùn)載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時點(diǎn)火發(fā)射。約10分鐘后,天舟五號

北京時間2022年11月12日10時03分,搭載天舟五號貨運(yùn)飛船的長征七號遙六運(yùn)載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時點(diǎn)火發(fā)射。

約10分鐘后,天舟五號與火箭成功分離,并進(jìn)入預(yù)定軌道、完成狀態(tài)設(shè)置,太陽能帆板順利展開工作。

12時10分,天舟五號采取自主快速交會對接模式,成功對接于空間站天和核心艙后向端口,轉(zhuǎn)入組合體飛行段。

這是我國載人航天工程的第26次發(fā)射任務(wù),也是長征系列運(yùn)載火箭的第449次飛行,還是中國航天員首次在空間站迎接貨運(yùn)飛船來訪。

此次任務(wù)的最大亮點(diǎn),就是首次實現(xiàn)了2小時自主快速交會對接,創(chuàng)造了世界紀(jì)錄。

與此前的6.5小時快速交會對接相比,天舟五號主要從兩方面調(diào)整方案,從而進(jìn)一步縮短時間。

一是優(yōu)化交會對接的控制制導(dǎo)策略,遠(yuǎn)距離導(dǎo)引過程飛行時間由多圈次壓縮為不到一圈,次軌道機(jī)動壓縮為兩次,用時由原來的約4個多小時減少到約1個小時。

二是在近距離自主控制段,減少多個用以確認(rèn)飛船狀態(tài)的停泊點(diǎn),類似動車組減少經(jīng)停車站數(shù)量,從而加快了接近速度,用時由2個多小時縮短為約40分鐘。

天舟五號快速交會對接的成功實施,標(biāo)志著我國的自主定軌技術(shù)精度更高,姿態(tài)軌道控制精度更高,綜合制導(dǎo)技術(shù)水平更高,飛控流程更加優(yōu)化,也標(biāo)志著交會對接模式更加多樣化、功能更加豐富,適應(yīng)能力更強(qiáng),即我國的空間交會對接技術(shù)更趨成熟。

這種2小時的快速交會對接對于我國空間站的長期在軌運(yùn)營也有著非?,F(xiàn)實的意義,可以極大提高我國太空緊急救援能力,大大縮短運(yùn)輸時間,使運(yùn)輸特殊鮮活試驗品成為可能。

如果將該技術(shù)應(yīng)用于神舟載人飛船,還能大大減少航天員赴空間站的飛行時間,盡快進(jìn)入空間站。

事實上嚴(yán)格來說,2小時快速交會對接并不是天舟五號增加的新功能,之前的天舟也有,只是飛船交會對接中飛船制導(dǎo)導(dǎo)航與控制(GNC)系統(tǒng)的一個選項。

GNC系統(tǒng)可以根據(jù)火箭入軌的情況,自主選擇不同時長的交會對接模式,其中2小時快速交會對接是目前最快的,此外還可以選擇3小時、5小時、6.5小時等不同方案。

除了2小時快速交會對接外,天舟五號任務(wù)還有多個亮點(diǎn):

1、首次與空間站T字構(gòu)型組合體對接,對接目標(biāo)達(dá)80噸量級,證明了貨運(yùn)飛船對接機(jī)構(gòu)對大噸位目標(biāo)的適應(yīng)性。

2、首次在空間站有人駐留情況下實施貨運(yùn)飛船交會對接,具備故障情況下手控遙操作交會對接任務(wù)備份能力,提高了近距離交會過程可靠性。

3、搭載3項試驗載荷,充分利用貨運(yùn)飛船上行運(yùn)力資源,支持開展空間科學(xué)與技術(shù)試驗,提高飛行任務(wù)綜合效益。

此外,眾多“神器”在天舟五號飛行任務(wù)中大顯神通:

中繼終端:天舟五號的“千里眼”“順風(fēng)耳”

天舟五號貨運(yùn)飛船在進(jìn)入太空后,中繼終端在第一時間開機(jī)并與天鏈中繼衛(wèi)星實現(xiàn)“太空握手”,建立星間鏈路,從而搭建了從天舟五號到中繼衛(wèi)星再到地面的“太空天路”。

通過這條太空天路,地面可以通過太空天路看到距離地球400公里外的景象,并且實現(xiàn)信息的相互傳遞。

天線網(wǎng)絡(luò):天舟五號的“神經(jīng)中樞”

在此次任務(wù)中,天舟五號將以天基測控為主實施在軌飛行控制。天線網(wǎng)絡(luò)將主要完成飛船測控指令信號的上傳和下達(dá)。

我國首臺空間應(yīng)用燃料電池“乘舟”

天舟五號還搭載了燃料電池發(fā)電系統(tǒng)載荷,計劃開展我國首次燃料電池空間在軌試驗。

基于燃料電池的再生能源系統(tǒng)是目前最輕的高能可充電池比能量的數(shù)倍,可以滿足未來載人探月任務(wù)能源系統(tǒng)需求。

綜合顯示單元

綜合顯示單元作為天舟飛船艙內(nèi)唯一的顯控儀表,是天舟飛船中的核心關(guān)鍵產(chǎn)品。針對貨運(yùn)飛船任務(wù)要求,研制人員在綜合顯示單元產(chǎn)品上首次應(yīng)用了新型高性能處理器平臺,研發(fā)了多項關(guān)鍵技術(shù)。其中處理器抗輻照加固技術(shù)和觸摸屏抗輻照技術(shù),在有輻照環(huán)境的一些特殊工業(yè)領(lǐng)域中,存在非常有價值的技術(shù)應(yīng)用前景。

照明設(shè)備保障

在貨運(yùn)飛船與空間站交會對接,以及航天員進(jìn)入貨運(yùn)飛船艙內(nèi)工作的過程中,都需要良好的照明環(huán)境。

研制人員為貨運(yùn)飛船研制了包括艙內(nèi)照明、艙外泛光照明、緊急燈光指示等多種照明產(chǎn)品。

為了滿足空間復(fù)雜惡劣環(huán)境要求,貨運(yùn)飛船交會對接設(shè)備采用先進(jìn)的固態(tài)照明光源,并針對空間環(huán)境進(jìn)行了專項加固,實現(xiàn)了遠(yuǎn)距離透光照明。

文章來源:快科技

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