近日，中國空間站首個科學(xué)實驗艙“問天”在海南文昌發(fā)射升空，并于次日凌晨3時13分成功對接天和核心艙。此次發(fā)射任務(wù)的圓滿成功，再次刷新了“中國航天事業(yè)的高度”，是我國空間站建設(shè)歷史上的又一里程碑。
“問天”是什么？有什么作用？
“問天”實驗艙由工作艙、氣閘艙、資源艙三艙段組成，艙體總長17.9米，直徑4.2米，發(fā)射重量約23噸，是我國目前最重、尺寸最大的單體飛行器。作為我國首個科學(xué)實驗艙，“問天”主要用于支持航天員駐留、出艙活動和開展空間科學(xué)實驗。同時，可作為天和核心艙的備份，對空間站進(jìn)行能源管理、信息管理，為航天員在軌駐留提供專用氣閘艙和應(yīng)急避難場所，保證航天員安全等。
此次搭載“問天”發(fā)射升空的長征五號B遙三運(yùn)載火箭擁有長達(dá)20.5米的國內(nèi)最大整流罩，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級，是我國目前近地軌道運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭，主要用于空間站艙段等近地軌道大型航天器發(fā)射任務(wù)。
眾多航天黑科技紛紛登場
問天實驗艙的發(fā)射及與空間站的交會對接任務(wù)量龐大、艱巨復(fù)雜，需要協(xié)調(diào)成百上千的資源，由多個技術(shù)中心配合完成。在此過程中，眾多航天黑科技紛紛登場。
消氫點火裝置：消氫點火裝置可以在火箭發(fā)動機(jī)工作前2到3秒內(nèi)，點燃火箭發(fā)射的“第一把火”，利用燃燒產(chǎn)生的高溫、高速燃?xì)饨饘倭Ｗ恿鳎鸺l(fā)射前排出的大量低溫氫氣，以保證運(yùn)載火箭發(fā)射的安全性。
控制力矩陀螺：通過控制力矩陀螺不同速度的轉(zhuǎn)動，能夠有效控制航天器的姿態(tài)，減少通過燃燒燃料推動航天器姿態(tài)調(diào)整的消耗，是一款節(jié)能神器。
太空空調(diào)：在極冷極熱的太空環(huán)境中，想要保證艙內(nèi)各種設(shè)備始終處于20多攝氏度的舒適環(huán)境，離不開太空空調(diào)。此外，實驗艙外部署了能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器，為航天員健康、空間站安全運(yùn)營提供保障支持，并可用于空間環(huán)境基礎(chǔ)研究。
機(jī)械臂：與天和核心艙一樣，問天實驗艙也搭載了一個機(jī)械臂。靈巧的機(jī)械臂具備細(xì)胞級精細(xì)操作能力，為航天員操作多學(xué)科實驗樣品提供安全、高效支持。
各地“智造”護(hù)航逐夢旅途
2022年是完成中國空間站建造任務(wù)的決戰(zhàn)決勝之年，本次問天實驗艙發(fā)射任務(wù)是空間站建造承上啟下的關(guān)鍵之戰(zhàn)，意義重大，各地“智能制造”均為這場逐夢“天宮”的旅途貢獻(xiàn)了科技力量。
北京“智造”
在此次任務(wù)中，不論是“交通工具”——長征五號B遙三運(yùn)載火箭，還是“乘客”——問天實驗艙，其中都有“亦莊智造”的身影。從問天實驗艙配套的環(huán)境測量設(shè)備、空間站上的服務(wù)器，到長征五號系列運(yùn)載火箭的遙測系統(tǒng)、傳感器和變換器，甚至貼身導(dǎo)航儀、整個‘神經(jīng)系統(tǒng)’及‘心臟動脈’，都有北京經(jīng)開區(qū)企業(yè)航天長征火箭技術(shù)有限公司的貢獻(xiàn)。航天火箭公司自研的實驗艙配套的環(huán)境測量設(shè)備，為艙內(nèi)環(huán)境監(jiān)測和在軌科學(xué)實驗提供重要數(shù)據(jù)支撐，為航天員生命安全提供保障。另外，北京航天萬源科技有限公司自主研發(fā)的電源設(shè)備也為此次任務(wù)保駕護(hù)航。
上?！爸窃臁?
“問天”實驗艙，是中國空間站“天宮”的組成部分，艙段規(guī)模20噸級，要在太空中安然運(yùn)行，各種具有特殊本領(lǐng)的材料、元器件，乃至涂層，都將發(fā)揮至關(guān)重要的作用。在此次任務(wù)中，上海航天技術(shù)研究院承擔(dān)了長征五號B運(yùn)載火箭助推器的研制工作，中國科學(xué)院寧波材料所研制的系列特種功能防護(hù)涂層/薄膜材料，為“問天”實驗艙提供了多方面助力。
江蘇“智造”
此次任務(wù)成功背后，凝聚著不少江蘇智慧。其中，中國電科第14研究所研制雷達(dá)遙測綜合測量系統(tǒng)在本次問天發(fā)射任務(wù)中，主導(dǎo)承擔(dān)火箭主動段外彈道軌跡測量任務(wù)。還有新一代船載測量雷達(dá)有力保障了火箭一二級分離，二級二次關(guān)機(jī)、器箭分離等關(guān)鍵動作，并對探測器實施入軌段初始定軌提供有效支撐。
湖北“智造”
此次發(fā)射任務(wù)中，湖北航天科技四院42所為“問天實驗艙”提供全部艙體動、靜結(jié)構(gòu)密封產(chǎn)品，消氫點火裝置再一次成功點燃“第一把火”，航天智信空天團(tuán)隊助力空間站實現(xiàn)分鐘級任務(wù)規(guī)劃，多項“湖北造”順利護(hù)送“問天”赴“天宮”。另外，四院42所還為問天實驗艙提供艙體、艙門動靜密封件產(chǎn)品，可為艙體結(jié)構(gòu)提供嚴(yán)絲合縫的密封系統(tǒng)，對隔離艙體與外層空間、支撐艙內(nèi)環(huán)境起重要作用。
成都“智造”
位于成都的中電科十所牽頭研制的新一代陸海天基測控通信系統(tǒng)，負(fù)責(zé)對“天宮”空間站問天實驗艙進(jìn)行軌道測量、遙測遙控和數(shù)據(jù)傳輸，是航天器升空后與地面的唯一聯(lián)系，就像放風(fēng)箏的風(fēng)箏線，因此也被大家稱為航天器的“生命線”。此外，中電科十所還為長征五號B遙三火箭配套了地面光傳輸設(shè)備，在單機(jī)綜合測試設(shè)備、技術(shù)陣地、發(fā)射陣地塔架、火箭應(yīng)答機(jī)之間搭起了信號高速傳輸?shù)摹皹蛄骸薄?
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