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世界最新：天舟五號：這位太空“快遞小哥”過硬“送貨”本領(lǐng)如何練就

2022-11-14 16:38:02來源：新華社

11月12日，天舟五號貨運飛船成功抵達空間站，成為我國空間站“T”字基本構(gòu)型組裝完成后的首艘來訪飛船。在這次任務(wù)中，中國航天科技集團有限公司八院承擔(dān)了天舟五號貨運飛船對接機構(gòu)分系統(tǒng)、電源分系統(tǒng)、推進艙結(jié)構(gòu)與總裝、測控通信子系統(tǒng)、總體電路分系統(tǒng)推進艙電纜網(wǎng)的研制工作。在航天人精心培育下，這位太空“快遞小哥”練就了一身硬核本領(lǐng)。

2小時快速交會對接

創(chuàng)世界航天史最短紀錄


(資料圖片僅供參考)

11月12日10時03分，天舟五號貨運飛船乘坐長征七號遙六運載火箭，從文昌發(fā)射場奔赴太空，12時10分，與在軌運行的空間站組合體成功進行自主快速交會對接，時間僅用2小時，創(chuàng)造了世界航天史交會對接歷時最短的新紀錄。

至此，八院研制生產(chǎn)的對接機構(gòu)已在軌進行了25次完美對接。隨著空間站構(gòu)型的不斷改變，空間站組合體的體量不斷變化，從一字構(gòu)型、L構(gòu)型、到T構(gòu)型。多構(gòu)型帶來的全新狀態(tài)，使對接機構(gòu)面臨全新考驗。

據(jù)介紹，此次天舟五號的對接目標達到80噸量級，是空間站建造以來對接機構(gòu)迎來的最大噸位。

為了保證天舟五號與空間站成功對接，研制人員在地面上開展了數(shù)十次與80噸對接目標的捕獲緩沖試驗，驗證了對接機構(gòu)產(chǎn)品的可靠性，確保對得準、鎖得緊。

此次對接，還是空間站首次在有航天員駐留的情況下，進行貨運飛船的交會對接。也就是說，從地面“發(fā)貨”到航天員“親自簽收”僅需要2個小時，這為我國后續(xù)實施更快速的載人交會對接，進行了技術(shù)驗證，鞏固我國在交會對接領(lǐng)域的先進地位。

測控與通信分系統(tǒng)“耳聰目明”

確保天地實時聯(lián)系

從指引天舟五號飛行至預(yù)定地點、再到與空間站組合體交會對接，離不開中國航天科技集團有限公司八院電子所承研的測控與通信分系統(tǒng)設(shè)備。

在距離地面大約400公里高空，天舟五號在測控通信產(chǎn)品的指引下，穩(wěn)步接近空間站目的地。應(yīng)答機是天地通信的核心單機。飛船升空后，與地面建立通信鏈路，全靠應(yīng)答機“牽線搭橋”。在電視直播中，人們經(jīng)常聽見的“發(fā)現(xiàn)目標”“雙向捕獲完成”，就是飛船上的應(yīng)答機與經(jīng)過的地面站建立了聯(lián)系。

八院電子所的應(yīng)答機團隊從神舟一號開始，便始終伴隨著載人航天工程的發(fā)展和進步。從最初為載人飛船配套，到現(xiàn)在為載人飛船、貨運飛船、空間站三艙，全面進行了配套。

如果說，應(yīng)答機就像一輛往來天地的“專列”，把飛船的遙控、遙測、話音等重要信息統(tǒng)一進行天地間的“擺渡”，空空通信就是空間站組合體和所有飛船交會對接的“聯(lián)絡(luò)員”。

該設(shè)備由天線、空空通信機和接口等多臺產(chǎn)品組成，成對地配置在兩艘需要對接的飛行器上，承擔(dān)交會對接段以及撤離段航天器間的雙向數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)，負責(zé)傳送指令、姿態(tài)及定位數(shù)據(jù)等重要信息，實時完成兩個航天器相對位置和速度信息的傳遞。

從貨運飛船與空間站相距近一百公里時，便可建立通信，到最終交會對接完成，空空通信設(shè)備的作用，就是讓兩個航天器到達同一“約會”地點。

在交會對接過程中，安裝在天舟五號貨運飛船上的交會對接攝像機，把從貨運飛船視角“看見”的空間站從遠至近，直至對接機構(gòu)鎖定的過程，完整細致地展現(xiàn)給全世界。

為保證電源供給穩(wěn)定可靠

制定了40項預(yù)案

天舟五號貨運飛船入軌后，首次在2小時內(nèi)實現(xiàn)與空間站交會對接。為適應(yīng)這一新流程，確保貨運飛船在快速交會對接過程中的能量供需平衡，八院電源分系統(tǒng)研制團隊針對能量平衡、帆板動作安全等問題，開展詳細分析，進行了40項風(fēng)險識別，制定了40項預(yù)案。

在2小時交會對接時間內(nèi)，太陽帆板無法跟蹤太陽，大部分電量需要由鋰離子蓄電池來提供。在天舟五號貨運飛船發(fā)射前1小時，鋰離子蓄電池就開始承擔(dān)起供電職責(zé)。從飛船發(fā)射、飛行、入軌，在太陽帆板展開前，都是由其進行供電。

在2小時快速交會對接期間，鋰離子蓄電池的放電深度更將達到之前的2到3倍。研制人員通過開展電源分系統(tǒng)深度放電聯(lián)試、單體電池深度放電等多個試驗，確保了快速交會對接過程中整船的穩(wěn)定供電。

11月3日，空間站夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位，中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成。三艙龐大的柔性太陽翼在太空鯤鵬展翅，迎光翱翔，讓中國空間站實現(xiàn)了“能源自由”，但也給位于后向?qū)涌诘奶熘畚逄枎砹苏趽酢?/p>

由于光照條件變化頻繁，太陽帆板將經(jīng)歷復(fù)雜的遮擋情況，直接影響到了整船能源供給。屆時，貨運飛船電源將展現(xiàn)靈活的適應(yīng)能力，本著“盡量不給他人添麻煩”原則，鋰離子蓄電池充分發(fā)揮最大能動性，承擔(dān)起更多的供電責(zé)任。

但當(dāng)太陽入射角增大時，貨運飛船太陽帆板將受到更嚴重的遮擋。在其無法以一己之力維護整船正常用電時，貨運飛船就會向強大的空間站尋求支援。

這就意味著，它在整個空間站家族“供電大聯(lián)盟”中的身份將發(fā)生變化：從之前向空間站并網(wǎng)供電的“供電方”，變成接受空間站供電的“用電方”，這充分體現(xiàn)了我國空間站電源的智能化管理。

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