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中國電科助力空間站天和核心艙發射任務圓滿成功
來源:新聞中心
發布時間:2021年04月29日 編輯:新聞中心

  4月29日11時23分,中國空間站天和核心艙發射升空,準確進入預定軌道,任務取得圓滿成功。

  

  作為我國載人航天工程副總指揮單位,在本次天和核心艙發射任務中,中國電科承擔了通信系統、測控系統、能源系統和核心基礎元器件等相關研制和保障工作,高質量完成各項任務,助力發射任務圓滿成功。期間,突破關鍵核心技術,打造了第三代柔性太陽電池陣、新一代載人航天測控通信系統等關鍵系統設備。

  中國電科董事長、黨組書記陳肇雄在文昌發射場看望集團公司在現場任務保障人員,對大家前期工作成績和辛勤付出表示肯定和慰問,對后續工作提出要求。指出,天和核心艙成功發射是空間站任務標志性、里程碑式節點,意義重大。集團公司各單位和全體參研人員要深入貫徹落實習近平總書記賀信精神,堅持自立自強、創新超越,確保后續任務圓滿成功,為載人航天事業作出應有貢獻。

  

  首次應用

  第三代柔性太陽電池陣打造巨能“翅膀”

  太陽電池陣是航天器在軌的唯一能量來源,也是決定任務成敗和在軌工作壽命的核心要素。

  

  本次發射的天和核心艙,中國電科自主研制了第三代太陽電池陣技術—柔性三結砷化鎵太陽電池陣,這也是該技術在我國航天工程領域的首次應用。

  該型太陽電池陣具有三大優勢:一是輕型超薄可展收。單板厚度不足1mm,單位面積重量僅為傳統太陽電池陣的50%,相較于傳統太陽電池陣,柔性太陽電池陣的發電能力提高了1倍,而收攏體積則減少了20%,有效節省了空間站各艙段的寶貴空間,提升了其安裝載荷能力。

  二是能量“爆表”壽命長。此次選用的柔性太陽電池陣光電轉換效率已達世界先進水平。相比之前載人航天任務最長2年的設計壽命來說,本次空間站任務的在軌運行時間為15年,意味著柔性太陽電池陣將克服太空中的苛刻條件,讓核心艙的在軌運行壽命大大延長。

  三是技術指標自主可控。為滿足發射需求,中國電科突破了數十項關鍵技術,目前,柔性太陽電池陣技術已實現自主可控,光電轉換效率、太陽電池陣輸出功率、設計壽命等各項性能指標,達到國際先進水平。

  首次亮相

  新一代載人航天測控通信系統全力護航

  作為我國測控通信系統主體研制單位,在“天和”核心艙發射任務中,中國電科在陸上測控站、海上測量船、中繼衛星系統中,從不同維度編織了一條覆蓋海、陸、空的通信測控網,實現100%的測控通信覆蓋率,并首次應用了第三代“綜合化測控體系”,具備多重組、深綜合、全國產、高可靠4大特點。

  

  “多重組”是指設備各個環節都可以交叉組合。新一代載人航天測控通信系統由天線、信道和基帶組成,采用了資源重組的先進設計理念和技術,大大提高設備使用率和任務可靠度。

  “深綜合”是指新一代載人航天測控通信設備既有傳統測控功能,又有高速數據傳輸功能,可實現兩類數據融合傳輸,大量節省資源。更重要的是,該設備如智能手機一樣,可支持在一套航天測控通信設備中同時安裝多個APP(應用程序),使得不同信號形式、工作模式、技術體制的功能,可以同時或分時使用。

  同時,在新一代載人航天測控通信系統中,從軟件到硬件,從基礎元器件到整機、系統,已實現100%國產化,穩定性、可靠性顯著提高。

  此外,為更清楚獲取天和核心艙飛行姿態,中國電科對衛星通信系統進行升級,在原有設備基礎上將衛星通信能力提高了最高達10倍,首次建設了TDMA組網信道設備,使得任務組網更靈活,節省超50%的衛星資源,大大增強了任務數據傳輸能力。

 激光交匯雷達

  打造交會對接的“智慧眼”

  中國空間站,是一個在軌組裝成的具有中國特色的空間實驗室系統,各個模塊既是獨立的飛行器,具備獨立飛行能力,又可以與核心艙組成多種形態的空間組合體。

  中國電科研制的激光交會對接雷達系統,在各個模塊中均有安裝,在空間站建設及后續運營中發揮重要作用。

  激光交會對接雷達包括目標端和激光雷達探測端,在空間站天和核心艙上,前向、后向、徑向對接口上,都裝有中國電科研制的三組激光交會對接雷達目標端,它們就像是茫茫太空中的燈塔,可以多方位、大范圍反射雷達的光信號,配合激光交會對接雷達完成距離、角度等飛行參數的測量,確保后續實驗艙、飛船與核心艙完成精準交會對接。該系列雷達解決了大動態、高精度、多參數實時測量的難題,在設計壽命、作用距離、測角精度等指標方面都優于國外,處于世界領先水平。

  多類別自主可控器件

  為“豪華套房”提供穩定性能

  如果說神舟飛船相當于一輛轎車,天宮一號和天宮二號空間實驗室則相當于一室一廳的“公寓”,那么天和核心艙就是三室兩廳還帶儲藏間的“豪華套房”。

  在空間站研制過程中,艙體多、構型復雜成為設計的首要難題。為給這一“豪華套房”提供穩定性能,中國電科技術人員配備了多類別全國產自主可控核心器件。

  為測量核心艙在發射過程中的載荷,核心艙上共布300多個傳感器組件,測量900多路信號。其中,中國電科就為核心艙配套了數十種近五百只傳感器,主要用于測量各系統內的壓力、溫度、濕度、氣體、流量等信號,對核心艙發射及在軌運行起到監測作用,為各系統控制和參數測量提供直接依據。

  天和核心艙空間大型機械臂為我國首個具有七個自由度的機械臂,為給這一機械臂注入靈動“基因”,中國電科研制配套了七個關節運動驅動組件及高精度位置傳感器、三個末端執行器。其中,七個關節驅動組件及高精度位置傳感器是實現機械臂運動、精確定位的執行機構,中國電科突破了小型化設計技術、長壽命空間運動部件潤滑技術等關鍵技術難題。

  此外,中國電科還首次應用了千兆萬兆一體化光收發組件,在綜合分析、精心設計、充分驗證的基礎上,滿足了產品空間輻照、熱真空環境下的應用需求。同時,配套了新一代國產高效率、高可靠和長壽命的空間行波管,關鍵性能參數已領先國際同類產品。配備的大量濾波器、放大器、微波組件等產品,實現了設計技術創新和工藝技術創新,多項關鍵技術指標優異,在任務過程發揮重要作用。

  新聞深一度——

        中國空間站基本構型包括天和核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙Ⅱ。本次發射的天和核心艙,是空間站的主控艙段,主要對整個空間站的飛行姿態、動力性、載人環境進行控制。在天和核心艙發射升空之后,我國還會相繼發射問天號實驗艙I和夢天號實驗艙Ⅱ,這種三艙構型可以對接兩艘載人飛船、一艘貨運飛船。

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