天宮

西安力量貢獻(xiàn)大

4月20日19時41分，搭載著天舟一號貨運(yùn)飛船的長征七號遙二運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，約596秒后，飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。

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

西安技術(shù)為“太空加油”保駕護(hù)航

20日，天舟一號成功飛入蒼穹，此次這個“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(bǔ)給，即俗話說的“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(tuán)六院攻關(guān)完成的。

天舟一號貨運(yùn)飛船飛行發(fā)射，其核心攻關(guān)項目——推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)是空間站實現(xiàn)長期駐留的必要條件，在此之前僅有個別航天大國完全掌握。此次我國在推進(jìn)劑太空在軌補(bǔ)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”夢想成為現(xiàn)實。

“太空加油”和我們平時在陸地上加油有什么不同?據(jù)航天科技集團(tuán)六院801所載人飛船和空間站實驗室主任設(shè)計師劉建盈介紹，在陸地上加油只要人工將油槍對準(zhǔn)加油孔，開始加油即可完成，但是在太空完全失重的環(huán)境下，“加油”可就不那么簡單了。劉建盈告訴記者，外太空“加油”完全要靠氣體壓力的調(diào)節(jié)將推進(jìn)劑壓出來。陸地上是面對空油箱加油，但在太空，飛行器的推進(jìn)劑燃燒后會產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體占據(jù)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(tuán)隊專門研制了“壓氣機(jī)”，它去年9月就隨天宮二號空間實驗室?guī)У搅颂?。壓氣機(jī)的作用，就是在“太空加油”之前，把原來儲箱里面的氣先抽出來，相當(dāng)于把油箱先騰空。在天舟一號與其對接后，通過兩個航天器之間產(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。雖然看起來和地面加油差不多，但是要真正實現(xiàn)起來，卻并不容易。

推進(jìn)劑是絕對不能泄漏的，如何既能保證準(zhǔn)確的對接，又要滿足密封的要求呢?劉建盈介紹說，兩個飛行器對接后，為了保證天舟一號上的“油槍”能夠?qū)?zhǔn)天宮二號上的“加油孔”，科研人員研制出了浮動斷接器，“兩個對接機(jī)構(gòu)對接上肯定是有一定的偏差，通過浮動來找到最合適的位置，實現(xiàn)準(zhǔn)確的對接。”劉建盈說，貨運(yùn)飛船在對接及浮動斷接器插合完成后，需對貨運(yùn)飛船及空間實驗室/空間站連接起來的補(bǔ)加管路系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，確保補(bǔ)加過程中無泄漏及補(bǔ)加系統(tǒng)的安全，由于這些技術(shù)在地面沒有辦法模擬實現(xiàn)，801所設(shè)計團(tuán)隊通過設(shè)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(biāo)，為在軌補(bǔ)加前檢漏這一安全保障奠定了基礎(chǔ)。

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

西安動力為“天舟”架“天梯”

20日，我國新一代中型運(yùn)載火箭“長征七號”成功發(fā)射，推舉我國首艘貨運(yùn)飛船——天舟一號飛向遙遠(yuǎn)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(tuán)六院，“西安動力”再顯威力。

“這次執(zhí)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)動機(jī)。”航天六院科研生產(chǎn)部副部長高新輝告訴記者，既包括為長征七號提供推力的10臺兩種推力類型的新型綠色環(huán)保液氧煤油發(fā)動機(jī)，還包括天舟一號上36臺大小各異功能不同的發(fā)動機(jī)，這36臺發(fā)動機(jī)25N、120N、150N、490N四種不同推力量級。據(jù)六院801所載人飛船和空間站實驗室主任設(shè)計師劉建盈介紹，這些發(fā)動機(jī)分工不同，其中25N、150N發(fā)動機(jī)負(fù)責(zé)幫助天舟一號調(diào)整姿態(tài)，490N發(fā)動機(jī)主要控制它在軌運(yùn)行，而120N發(fā)動機(jī)則負(fù)責(zé)交會對接。通過他們的默契配合，力保天舟一號這位“快遞小哥”在軌飛行和交會對接時，能夠?qū)崿F(xiàn)“俯仰有度，動靜自如”。

每一臺發(fā)動機(jī)的工作精確與否，都關(guān)系著整船的飛行任務(wù)能否順利完成，因此必須確保發(fā)動機(jī)具有100%的工作可靠性。天舟一號的運(yùn)載量大，要求發(fā)動機(jī)工作時間和工作次數(shù)成倍的增加，這就要求在較短的研制周期內(nèi)，大幅提高各發(fā)動機(jī)的工作可靠性。劉建盈告訴記者，經(jīng)過充分論證比較，六院研制團(tuán)隊決定對25N、120N、150N發(fā)動機(jī)的技術(shù)狀態(tài)進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)設(shè)計，在不改變性能的前提下，降低發(fā)動機(jī)工作溫度。由于發(fā)動機(jī)工作涉及霧化、燃燒等復(fù)雜的物理化學(xué)過程，是一個世界性的難題，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(tuán)隊不懈的努力下，天舟一號各級系統(tǒng)均采納了發(fā)動機(jī)的改進(jìn)方案，滿足了型號總體提出的技術(shù)要求。

西安鄉(xiāng)黨為“舟宮會”牽線搭橋

20日，天舟一號在萬眾矚目中飛入蒼穹。航天科技集團(tuán)五院西安分院為其研制的應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)，通過提供通信與測控信號傳輸大通道，幫助“天舟”與“天宮”精準(zhǔn)會面。

想象一下，如果“太空快遞小哥”的手機(jī)沒有信號，或者不認(rèn)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)專線，為天舟一號能夠順利將貨物送達(dá)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(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)承擔(dān)著收發(fā)信息的功能，當(dāng)天舟一號接收到地面的通信和測控信號的時候，就通過應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)綉?yīng)答機(jī)對信號進(jìn)行接收。反之，當(dāng)天舟一號給地面發(fā)送相應(yīng)信號的時候，也需要通過應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)來傳輸?shù)教炀€并發(fā)送到地面。”陳嵐說，相比天宮二號空間實驗室中使用的USB天線網(wǎng)絡(luò)，應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)重量減輕了500克，體積也相應(yīng)減少。

“瘦身”后的應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)，不僅身材“苗條”，且功能更為強(qiáng)大。五院西安分院在應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)上使用了新研發(fā)的收發(fā)雙工器，通過四個通道中的八個端口，實現(xiàn)了通信測控信號的高效傳輸。由于這項獨(dú)特性的設(shè)計，將應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)的射頻信號傳輸能力提升了近一倍多，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了天舟一號最初的設(shè)計指標(biāo)要求。同時也因為這項獨(dú)特性的設(shè)計，不僅不需要通過開關(guān)來控制信號的發(fā)射和接收，實現(xiàn)了信號的“常通”，而且從根本上提升了信號傳輸?shù)目煽啃?。就好比在電梯運(yùn)送人員的過程中，以前是使用直梯運(yùn)輸，需要通過電梯門的開關(guān)來分撥運(yùn)送人員，而現(xiàn)在則通過手扶電梯，實現(xiàn)了不間斷的運(yùn)送。

同時，為保證天舟一號信號傳輸清晰，在應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)中，五院西安分院還使用了新研的介質(zhì)濾波器，當(dāng)信號通過的時候，可以將多余的干擾信號過濾掉，提升了信號傳輸?shù)馁|(zhì)量。就如在手機(jī)通話中，將多余的干擾聲音過濾掉，只保留正式的通話聲音。

五院西安分院研制的應(yīng)答機(jī)天線網(wǎng)絡(luò)在天舟一號中經(jīng)歷了產(chǎn)品的反復(fù)加工、調(diào)試、性能測試，先后開展了力學(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(yùn)行的可靠性。

“天舟”“長七”“大腦”都是西安造

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

箭載計算機(jī)被稱為火箭的強(qiáng)健 “大腦”，它能夠有條不紊地完成箭體參數(shù)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(fù)雜的控制任務(wù)，指揮火箭正常飛行。此次，長征七號實現(xiàn)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，實現(xiàn)“大腦”更加精準(zhǔn)的控制。

數(shù)管分系統(tǒng)中央單元是整個天舟一號貨運(yùn)飛船的“大腦”。在貨運(yùn)飛船飛行、停靠期間，中央單元緊張地忙碌著，負(fù)責(zé)完成對整個飛船數(shù)管分系統(tǒng)設(shè)備的控制、管理，同時對其他分系統(tǒng)設(shè)備間的命令和數(shù)據(jù)傳送進(jìn)行控制。只有中央單元正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能精確控制天舟一號與天宮二號空間實驗室交會對接、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加。天舟一號數(shù)管分系統(tǒng)中央單元通過技術(shù)攻關(guān)，實現(xiàn)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)化道路奠定了堅實基礎(chǔ)。

西安制造為“天舟”定制“密封衣”

4月20日，我國第一艘貨運(yùn)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(tuán)公司四院為天舟一號量身定做了全套結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)，為其奔赴“天宮”提供安全保障。

飛船艙體密封系統(tǒng)是航天飛船、空間站等艙體結(jié)構(gòu)密封的重要系統(tǒng)部件，對隔離艙體與外層空間、支撐艙內(nèi)環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。為滿足復(fù)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(qiáng)紫外線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(nèi)環(huán)境的特殊要求，該所密封產(chǎn)品具有極低的揮發(fā)性，而且無毒、無污染。自載人航天工程啟動以來，四院42所承擔(dān)了所有“神舟”載人飛船、“天宮”實驗室艙體密封系統(tǒng)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)品的種類更多、規(guī)格不一，安全性、穩(wěn)定性要求更高。為滿足要求，該所研制人員專為“天舟” 量身制作了個性化系列模具，研制出的密封產(chǎn)品形狀各異、規(guī)格多樣，大的直徑長達(dá)一米多，小的只有十幾毫米，密封件尺寸精度誤差不超過0.01毫米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的五分之一，許多異形件更是首次研制。據(jù)各類模擬環(huán)境試驗表明，該密封材料，達(dá)到國際同類產(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(tuán)五院西安分院研制的中繼終端第一時間開機(jī)，與太空中的四顆中繼衛(wèi)星實現(xiàn)“太空握手”，搭建“天路”，實現(xiàn)地面對天舟一號的“遠(yuǎn)程駕駛”。

“此次科研人員將以中繼終端與中繼衛(wèi)星建立起來的天基測控通信系統(tǒng)為主，對天舟一號實施在軌飛行控制。”西安分院中繼終端負(fù)責(zé)人余曉川介紹到，通過地面遙測遙控方式，對飛船姿態(tài)進(jìn)行控制，并與地面建立通信聯(lián)系，實現(xiàn)對天舟一號貨運(yùn)飛船的“遠(yuǎn)程駕駛”。余曉川說，中繼終端就好像人的神經(jīng)系統(tǒng)，通過與中繼衛(wèi)星的聯(lián)系，來幫助處理所有的指令。在隨后的飛行過程中，天舟一號中繼終端還將通過“太空天路”與天宮二號完成兩次交會對接任務(wù)，并為天宮二號“太空加油”。以其中的交會對接任務(wù)為例，通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統(tǒng)，科研人員可以同時實現(xiàn)對天舟一號和天宮二號的“遠(yuǎn)程駕駛”，可以對天舟一號和天宮二號實現(xiàn)同時測控、同時進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，所建立的星間鏈路可以實時向地面?zhèn)鬏斀粫赢嬅?。除此之外，天舟一號還將進(jìn)行包括載荷試驗在內(nèi)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中繼終端發(fā)送的遙控和遙測指令來實現(xiàn)的。

搭建太空天路，實現(xiàn)“遠(yuǎn)程駕駛”聽起來簡單，但實現(xiàn)起來不僅需要跨越393公里，還必須在不到一個小時的時間內(nèi)快速搭建完成，更要確保全程穩(wěn)定運(yùn)行，系統(tǒng)復(fù)雜性可想而知。天舟一號中繼終端與四顆中繼衛(wèi)星組成的天基測控通信系統(tǒng)是實現(xiàn)“遠(yuǎn)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(tǒng)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(shè)計和工作原理的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計、研制了系統(tǒng)產(chǎn)品，系統(tǒng)所配置的9個軟件均為新研軟件。

西安衛(wèi)測中心織“天網(wǎng)”送“天舟”

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

走進(jìn)測控中心指揮大廳，立刻感到一種緊張忙碌的氣氛。一排排身著藍(lán)色工作服的科技人員，全神貫注地端坐在計算機(jī)面前，為即將發(fā)射的天舟一號貨運(yùn)飛船進(jìn)入最后的準(zhǔn)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(yùn)飛船和長征七號運(yùn)載火箭組成的空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)，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，中心從年初就開始著手準(zhǔn)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)全過程，對可能存在的任務(wù)風(fēng)險提出了切實可行的對策。

19時41分40秒，搭載著天舟一號的長征七號運(yùn)載火箭沖天而起。大屏幕上顯示著我國版圖和火箭理論曲線，此時很快出現(xiàn)一個小小的紅色亮點，亮點緩緩移動變成一條紅線，這是根據(jù)飛船實際參數(shù)計算出來的飛行姿態(tài)曲線。

“三亞發(fā)現(xiàn)目標(biāo)!”在火箭起飛40秒左右，三亞測控站靈敏的雷達(dá)準(zhǔn)確捕捉到天舟一號令人期待的身影。“西沙跟蹤正常!”“長江七號發(fā)現(xiàn)目標(biāo)!”很快，來自祖國各地多個測控站的報告聲陸續(xù)傳來。

19時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(shù)據(jù)顯示飛船性能良好，運(yùn)行狀態(tài)平穩(wěn)。隨著各測控站點不斷精準(zhǔn)地注入指令，飛船按計劃向預(yù)定軌道順利挺進(jìn)。19時54分，只見天舟一號的太陽帆板緩緩張開。各項參數(shù)顯示，天舟一號已順利進(jìn)入預(yù)定軌道。20時05分，發(fā)射場區(qū)指揮部宣布：火箭飛行正常，飛船準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，天舟一號發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

絲路一號科學(xué)試驗衛(wèi)星01星

天舟乘客

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

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

西工大空間生命科學(xué)項目

昨晚，我國首艘貨運(yùn)飛船天舟一號在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，4個科學(xué)實驗項目搭載飛船升空。

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