揭秘天舟二號(hào)“送貨”背后的黑科技 完成了第一次應(yīng)用性飛行

5月29日，天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射升空，次日與中國(guó)空間站天和核心艙完成交會(huì)對(duì)接。至此，天舟貨運(yùn)飛船和長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭組成的空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)，完成了第一次應(yīng)用性飛行。

這背后有哪些鮮為人知的黑科技?中國(guó)航天科工集團(tuán)專家對(duì)此進(jìn)行了解讀。

一是打造舒適的“太空之家”。此次任務(wù)中，航天科工特別研制的“太空按摩儀”、環(huán)控生保系統(tǒng)等作為在軌生活物資隨天舟二號(hào)升空，為后續(xù)航天員使用作好準(zhǔn)備。

可進(jìn)行“太空按摩”的神經(jīng)肌肉刺激儀，其主機(jī)、刺激和通訊電纜隨天舟二號(hào)升空，是“太空醫(yī)院”系列產(chǎn)品之一。它主要用于對(duì)航天員進(jìn)行電脈沖刺激，協(xié)助航天員進(jìn)行肌肉疲勞恢復(fù)和肌肉力量訓(xùn)練，防止長(zhǎng)期飛行試驗(yàn)造成的肌肉萎縮。

專家透露，在天舟貨運(yùn)飛船運(yùn)送的物資中，某些關(guān)鍵的醫(yī)療檢測(cè)和保障物資等具有較強(qiáng)的溫度敏感性，需要存儲(chǔ)在特制的能隔熱保溫的“太空冰箱”中。為滿足材料足夠輕、且能達(dá)到出眾保溫效果的要求，航天科工通過特殊工藝將氣凝膠材料“真空化”，制備成真空絕熱板，即技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)蚍Q的“VIP”材料。

二是促成美妙的“太空之吻”。交會(huì)對(duì)接航天器調(diào)姿時(shí)，需要利用加速度計(jì)精確測(cè)量天和核心艙與天舟貨運(yùn)飛船的相對(duì)位置變化信息。航天科工研制的微波雷達(dá)產(chǎn)品在此次任務(wù)中繼續(xù)擔(dān)任測(cè)量重任。

專家打了個(gè)比方，“在微重力環(huán)境下觀測(cè)飛行器姿態(tài)調(diào)整時(shí)的加速度，就如同觀測(cè)用一只螞蟻的力量去推動(dòng)一頭懸浮在真空環(huán)境里的大象所產(chǎn)生的影響一樣，極難觀測(cè)。”

航天科工為此研制了一種檢測(cè)加速度的精密慣性傳感器，能高精度“感知”飛行器的相關(guān)狀態(tài)，為“太空之吻”這一過程提供精確的加速度測(cè)量信號(hào)。

三是與航天器“心心相印”。航天科工利用多種地面測(cè)控設(shè)備、固定式脈沖測(cè)量雷達(dá)、晶體元器件產(chǎn)品等，承擔(dān)了測(cè)發(fā)控信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、外彈道測(cè)量、通信保障、提供可靠的時(shí)間頻率基準(zhǔn)等相關(guān)任務(wù)。

火光中，執(zhí)行天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船發(fā)射任務(wù)的長(zhǎng)征七號(hào)遙三運(yùn)載火箭朝預(yù)定軌道奔去，航天科工二院23所兩部固定式脈沖測(cè)量雷達(dá)一路護(hù)航。四年前，這兩部雷達(dá)也在同樣的地方護(hù)送天舟一號(hào)奔赴“天宮”。

這兩部固定式脈沖測(cè)量雷達(dá)主要用于運(yùn)載火箭發(fā)射上升段的外彈道測(cè)量，為文昌發(fā)射場(chǎng)指控中心實(shí)時(shí)提供火箭距離、方位、俯仰等精確坐標(biāo)信息和徑向速度數(shù)據(jù)，一旦火箭飛行出現(xiàn)偏移軌道的狀況，即刻就能發(fā)現(xiàn)。火箭飛到哪里，雷達(dá)就像“眼睛”一樣“看”到哪里，時(shí)刻關(guān)注飛行安全。

火箭升空之后，與地面的聯(lián)系就依靠晶體元器件產(chǎn)生的頻率信號(hào)，航天科工研制了一系列配套晶體元器件產(chǎn)品，它們像火箭的“脈搏”一樣，為此次發(fā)射任務(wù)的成功提供了可靠的時(shí)間頻率基準(zhǔn)，成為地面指揮人員衡量飛行狀態(tài)的重要參考指標(biāo)。

四是為航天器“強(qiáng)筋健骨”。航天器由若干個(gè)系統(tǒng)組成，此次任務(wù)中，航天科工提供了系列產(chǎn)品，為航天器打通“任督二脈”。比如，為長(zhǎng)征七號(hào)配套的鋅銀蓄電池及地面充放電設(shè)備，可為火箭控制系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)儀器設(shè)備提供能源保障。

專家表示，火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料管路大部分由硬管組成，但局部常會(huì)出現(xiàn)熱脹冷縮、振動(dòng)、位移等不利影響。航天科工研制的金屬軟管則能消除這些不利因素，并能使燃料可以在管路系統(tǒng)中“自由奔放”。

(記者邱晨輝)