天舟一号运送超6吨货物首飞太空
摘要: 天舟一号运送超6吨货物首飞太空“太空快递员”的三件“秘密武器”“只运货,不送人”的“太空快递员”天舟一号成了目前最受关注
天舟一号运送超6吨货物首飞太空
“太空快递员”的三件“秘密武器”
“只运货,不送人”的“太空快递员”天舟一号成了目前最受关注的“焦点人物”,面对曲折的送货路线和复杂的任务,它丝毫不畏惧,因为航天恒星科技有限公司的科技人员为它精心准备了三件“秘密武器”。
整流罩分离。
1
力学环境测量系统
确保飞船风雨无阻、安全无损
浩瀚太空中,太空垃圾是载人航天器的“宿敌”。太空垃圾的飞行速度约为7.8千米/秒,如果撞击到航天器表面,轻者会留下凹坑,重者会穿透航天器造成部分系统功能失效,甚至会产生灾难性的后果——低轨道的航天器都有可能被太空垃圾撞出轨道。此外,太空垃圾也能威胁在舱外活动的航天员。
为了避免与太空垃圾迎面相撞,设计师们为天舟一号量身定制了第一件“秘密武器”:力学环境测量系统。
天舟一号的飞行器结构撞击智能感知与定位功能,能够进行全飞行时段的综合力学环境监测,不只包括传统的振动、冲击、噪声环境,还可以在第一时间感知到太空垃圾撞击的位置和受损程度,甚至还能检验飞船结构设计、货物装载合理性,为在轨损伤修复和结构优化设计提供帮助。
为了运输过程更安全、更智能,设计师们自主攻克了系统功能拓展支撑、传感器安装及电缆穿舱等10余项技术难题,极大地降低了成本。所以,“客户”最关心的“快递费”并没有增长。
2
网络交换技术使网络平台高速沟通、线路无阻
漫漫太空,无心睡眠。这个时候如果能跟小伙伴们来个视频通话真是最好不过了。
在此之前,来往于天地之间的“前辈”航天器,都是依靠传统的总线方式,保持与地面和目标飞行器之间的通信,虽然基本的通信功能都可以保证,但漫长的飞行过程中,不但不能和小伙伴们通过高清视频聊天,就连传回一封图文并茂的飞行日志都会引起网路堵塞,着实让“前辈”们苦恼不已。
作为第一次执行太空快递任务的“年轻人”,天舟一号才不甘心让自己的旅途如此平淡无趣。在设计师们的帮助下,它首次利用了在地面通信中已经十分成熟的网络交换技术,在突破了分路汇聚技术、网络芯片的单粒子防护技术、网络协议的航天工程化应用等多项技术难题后,成功构建了一个标准化的、高速的、大容量的开放性网络平台。
这就是天舟一号的第二件“秘密武器”,它不仅支持船内高清视频、大批量载荷数据的传输,还可以无缝接入天宫二号等空间站网络,天舟一号因此也成了推动航天器数据传输跨入千兆比特高速时代的“第一人”。
3
相对测量子系统让“快递”与“客户”千里相会、签收无误
天舟一号的“入职培训”第一课,就是学习如何快速找准“客户”位置、在“客户”要求的时间内将货物送达。
在收到第一个太空订单的同时,天舟一号也收到了它的第三件“秘密武器”:相对测量子系统。与以往相比,首次利用北斗导航星座的相对测量子系统的扩展性和通用性更高、定位更连续稳定,不仅确保了与“客户”天宫二号首次交会对接的自主可控,安全性大大提高,还因为新增的整秒脉冲输出功能,为全船的相关设备提供了高精度的时间基准,确保了步调统一、齐头并进,把货物准时送达!
这样一来,就算第一次执行任务也不会找错“客户”、送错货。天舟一号对它的任务“首秀”信心满满。
天舟一号运送超6吨货物首飞太空
记者从中国载人航天工程办公室获悉,我国首艘货运飞船天舟一号装载超过6吨的物资与设备飞向太空。
天舟一号的主要任务是为天宫二号“送货”。在这些货物中,除了维持天宫二号运行的各种补给外,还有大量太空实验设备和载荷。由于运载火箭的运载能力是固定的,如果要运送更多的货物,就必须在保证飞船良好性能的同时,尽量减少“自重”。
天舟一号的“腰部”是一个个连接框。“为了使各部分牢固连接,连接框一般都很厚实。”天舟一号货运飞船主任设计师王为介绍,科研人员经过多次试验验证,通过数控加工仿真技术,将连接框设计成镂空形式,将非受力部分的“赘肉”精准去除,只保留结构受力部分,相当于为天舟一号进行了“抽脂”,保证连接框在足够结实的前提下重量减少50%左右。
天舟一号的外部是一种壁板结构,虽然设计厚度仅为3毫米,但在科研人员看来仍有“减脂”的余地。由于壁板面积很大,即使只去除A4纸那样薄薄的一层,整舱的重量也会下降不少。“在不影响飞船性能的前提下,我们通过严格控制加工温度、切削速度等参数,将壁板变薄,使天舟一号的自重减轻了30公斤。”王为告诉记者,省下的这些重量,又可以多运送好几台设备。
为了使舱内空间利用更加合理,天舟一号的货舱被自己的“骨骼”——货架分割成了许多区域。在货架的设计上,科研人员选用了轻质高强度材料。“货架面板”仪器板使用的是铝合金蜂窝板,“货架框架”立梁使用的是碳纤维材料。“经过多次工艺攻关后,天舟一号的整体结构变得又轻又强壮,确保能将货物完好地送达天宫二号。”王为说。
链接
世界各国货运飞船
目前,国际上使用的货运飞船有多种,包括俄罗斯的“进步”货运飞船、欧洲的自动转移飞行器、美国的“龙”飞船,以及日本的HTV货运飞船等。
俄罗斯“进步”货运飞船
俄罗斯“进步”货运飞船是人类第一艘货运飞船,首艘飞船于
欧洲自动转移飞行器
欧洲的货运飞船为自动转移飞行器,全长
美国“龙”飞船
“龙”飞船由美国太空探索公司研发,飞船带有热防护罩,可在返回地球时耐受极高温安全降落,实现回收并重复使用,这使得“龙”飞船成为第一种具备大量货物下行能力的货运飞船。“龙”飞船长5.9米,最大直径3.6米,自重4.2吨,其运送载荷最大质量6吨,返回载荷最大质量3吨。迄今,“龙”飞船为国际空间站执行11次货运任务,成功10次。
日本HTV货运飞船
日本的HTV货运飞船被命名为“鹳”,“鹳”在日本传说中是幸福之鸟。HTV货运飞船最大直径为4.4米,全长约10米,可运送5.7吨的货物与燃料,目前已发射6艘。HTV货运飞船不会自动与空间站对接,而是飞到空间站附近,由空间站的机械臂将其“抓捕”并停靠在空间站节点舱的靠泊口上。
(据新华社)
责任编辑:yjh
(原标题:新华网)
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