青岛科技力量背后倾力“托举” 助载人航天发射任务30战30捷

本文转自：半岛都市报 半岛全媒体记者王丽平

10月26日11时14分,凝聚着众多科研人员心血的神舟十七号载人飞船成功发射。这次任务是我国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第2次载人飞行任务,是工程立项实施以来的第30次发射任务,我国载人航天工程发射任务实现30战30捷。其中,青岛的科技力量不可忽视。

第30次——

备而不用

此次任务中,来自青岛的中国电子科技集团公司第二十二研究所(下称“中国电科22所”)再一次圆满完成神舟系列飞船发射保障任务。

据团队工作人员介绍,在发射上升阶段,飞船急速升空,面临诸多风险,一旦发生应急返回,中国电科22所自主研制的定向仪设备会第一时间侦收到返回舱信标,从而引导搜救力量准确抵达,以最快速度营救航天员。

10月26日11时许,中国电科22所电离层环境观测团队紧张待命,加密观测。“我们期待备而不用,但绝不可用而不备。”中国电科22所载人航天搜救回收技术团队负责人说,当看到神舟十七号飞船成功发射后,团队成员心中都暗暗松了一口气。

此次任务中,中国电科22所参研人员共15人,参试设备38台套,有机载、车载、船载定向仪,分别装备在直升机、运输机、搜索车辆、救助船舶等多样化的搜索平台上,沿飞船飞行轨道部署在我国陆上、海上十余个应急搜救点上。

“定向仪能够即时接收返回舱发出的‘呼叫’信号,锁定返回舱的准确位置,堪称‘千里眼’。”团队负责人介绍,这些科技人员和装备分布于东风发射场、太平洋某海域等10余个点位,地域跨度超过7000公里。

据了解,此次任务是载人航天工程立项实施以来第30次飞行任务,也是第12次载人飞行任务,中国电科22所全程参与了我国载人航天工程历次任务。

中国载人航天工程立项实施31年来,他们始终坚守“为航天员顺利出征、安全健康返回提供科技支撑”的初心使命,为工程着陆场系统先后累计交付100余台套专用装备,建成了具有我国自主特色的着陆返回舱搜寻定位装备体系,在载人航天工程建设史上留下了一个又一个光辉的印记。

第51次——

助力飞天

在此次神舟十七号飞船发射过程中,青岛理工大学也提供了技术支撑,空间碎片监测与低轨卫星组网联合实验室团队的深空探测实时三维可视化技术,实时呈现飞船运行轨道、位置、姿态以及载荷等信息,为飞船提供“上帝视角”。

“团队的航天测控实时三维可视化技术已经在此前多项航天任务中发挥巨大作用,已经成为我国航天任务中固定的技术支持,这次神舟十七号同样延续了这项技术。”青岛理工大学机械与汽车工程学院教授、高端装备数字孪生与可视化遥操作山东省工程研究中心主任张庆海介绍,以护航“载人飞船”任务为例,飞船的空间飞行状态是难以被直接观测到的,三维可视化平台可以将飞船飞行过程中产生的海量数据在0.1秒内进行“实时翻译”,并驱动控制中心屏幕上的飞船模型调整位置与姿态,让地面控制人员可以在第一时间看到飞船“实况”。

“这套系统能够实时再现和监测在轨航天器的轨道、位置、状态及其部件操作过程,相当于为我们观测太空中的飞船状态提供了一个‘上帝视角’。”张庆海说。

据了解,在火箭发射升空之后,地面控制人员无法通过肉眼观测飞船在地球上空的运行情况,在变幻莫测的太空环境以及远距离控制条件下,实时精准的数据解析对于地面控制人员的精准控制尤为重要。

张庆海介绍,深空探测三维实时可视化技术完全依靠真实数据驱动,对海量测控数据进行实时精准解析,将飞船的运行轨道、姿态以及位置信息等实时呈现,远在太空的航天器能立刻被“拉近”到北京航天飞行控制中心指挥大厅屏幕上,实现了航天器整个飞行过程的三维实时可视化,为地面控制人员的精准控制和决策提供依据。

此前,该团队已经参加并圆满完成了我国载人航天工程天宫一号、二号,空间站核心舱与神舟系列飞船,天舟系列飞船,空间站问天、梦天实验舱交会对接等,航天测控可视化飞行控制与指挥任务,见证了我国空间站的建设过程。本次神舟十七号任务也是联合实验室团队第51次参加国家载人航天、探月工程、深空探测工程等航天测控飞行控制与指挥任务。

第13次——

列装神舟

此次神舟十七号上还搭载着海尔生物医疗航天医用冷储箱,该冰箱是从神舟八号开始列装神舟飞船的,圆满完成多次空间医学实验的航天医用冷储箱。

海尔生物医疗相关负责人介绍,与民用冰箱相比,航天医用冷储箱有多处不同。在太空微重力环境下,民用压缩机制冷技术会失灵,但该冰箱使用了其自主研发的制冷芯片一体封装技术,经过轻量化设计,首次将热电制冷技术成功应用于我国航天冰箱中。

同时,克服了“轻与强”矛盾体。航天冰箱每增加1克重量,需要付出约1克黄金的发射成本。作为航天冰箱,产品不仅要轻,还要能经受住发射阶段的振动冲击考验。因此,“轻与强”两者成了一个矛盾体。“该冰箱实现了整机重量与整机力学强度的统一。”该负责人介绍。

空间站在轨使用的电都来自太阳能帆板,这就要求航天冰箱的耗电量尽量小。所以,他们还采用轻量化设计及聚氨酯复合保温技术,实现产品能耗比设计要求还节能25%,其制冷效率较传统民用产品提高约50%。

截至目前,海尔生物医疗航天冰箱已经13次进入太空。