分析在軌22種對接接觸類型
并開展數(shù)字仿真
據(jù)悉，神舟十九號飛船采用6.5小時快速交會對接，對接機構(gòu)是完成此次交會對接、確保航天員順利進入空間站的關(guān)鍵產(chǎn)品。我國神舟載人飛船以及空間站均采用異體同構(gòu)周邊式對接機構(gòu)，26套部組件分布在機構(gòu)周邊，在保證設(shè)計布局更加緊湊的同時，中間還留出了一條直徑80公分的通道，便于航天員和物資通過。
交會結(jié)束時，兩個飛行器之間通常還存在一定的位置和姿態(tài)偏差，這就需要通過對接機構(gòu)上的對接環(huán)伸出至合適位置用于校正。在飛船和空間站接觸的瞬間，對接環(huán)上的3組內(nèi)翻式的導(dǎo)向板與空間站被動對接機構(gòu)的卡板器嚙合并自鎖，就像是兩只張開的手相互插和握緊，建立初始柔性連接。對接機構(gòu)在數(shù)秒內(nèi)完成捕獲、緩沖、校正一系列動作，待飛船姿態(tài)穩(wěn)定后，對接環(huán)慢慢拉回，實現(xiàn)飛船與空間站的相互拉近，并通過12把對接鎖鎖緊實現(xiàn)兩器之間的密封與剛性連接，飛船最終穩(wěn)穩(wěn)?？吭诳臻g站。
為了實現(xiàn)在軌的可靠對接和分離，八院飛船研制團隊將兩個對接機構(gòu)的接觸情況分成22種類型并開展數(shù)字仿真，通過加嚴(yán)設(shè)定上百項關(guān)鍵參數(shù)的包絡(luò)范圍，同時在地面完成了全自由度、高低溫環(huán)境下的各項試驗，包括31次捕獲緩沖試驗、5次連接分離試驗，將捕獲時間控制在2秒以內(nèi)，分離角速度控制在每秒0.5°以內(nèi)。目前，對接機構(gòu)已在軌完成32次對接、28次分離任務(wù)，均取得圓滿成功。
確保載人飛船飛得平穩(wěn)、飛得可靠
推進艙是神舟飛船的三個艙段之一，艙上安裝了6大分系統(tǒng)的設(shè)備，包括40臺發(fā)動機和縱橫交錯的管路和電纜網(wǎng)，為整船提供推進動力、光伏電能、測控通信、姿軌控制、溫度控制和航天員生命支持功能。
在我國空間站常態(tài)化運營階段，始終有兩艘神舟飛船同時在發(fā)射場開展總裝測試工作，分別執(zhí)行發(fā)射飛行任務(wù)和應(yīng)急救援待命任務(wù)。細(xì)數(shù)發(fā)射場流程，從總裝恢復(fù)到最終點火發(fā)射，八院試驗隊需開展6個階段共215個工作項目，特別是推進艙上有極性安裝要求的設(shè)備66臺、整艙測溫點100多個、保護件160多個、接插件570多個。
針對多人集中、高危易錯的風(fēng)險，試驗隊重點關(guān)注產(chǎn)品最終狀態(tài)的符合性和穩(wěn)定性，在設(shè)備安裝極性確認(rèn)、電纜走向及二次絕緣防護、最終狀態(tài)比對確認(rèn)等方面逐項把關(guān)、不漏疑點，精細(xì)操作、精心實施，確保載人飛船飛得平穩(wěn)、飛得可靠。
實現(xiàn)用電平穩(wěn)自由、信息交互暢通
作為飛船的兩大關(guān)鍵系統(tǒng)，能源系統(tǒng)和信息系統(tǒng)也在常態(tài)化、高密度的發(fā)射節(jié)奏中逐漸完成了升級換代。通過與空間站聯(lián)合協(xié)同，飛船逐步建立起可靠的能源并網(wǎng)機制，實現(xiàn)用電平穩(wěn)自由、信息交互暢通，實現(xiàn)“看得見”“聽得見”“找得到”。
從神舟十八號開始，神舟飛船的主電源儲能電池升級為更先進的鋰離子電池，單組電池擴容達到30%以上，同時新增了更為精準(zhǔn)的充電分流控制模式。隨著神舟十九號載人飛船開啟飛行任務(wù)，空間站將首次迎來3艙3船共6個航天器均采用鋰離子電池供電的新局面。無論是徑向?？康纳裰凼颂栠€是前向?？康纳裰凼盘?，在可靠的并網(wǎng)模式下，將能源系統(tǒng)的控制策略整體優(yōu)勢發(fā)揮到極致，系統(tǒng)也更安全。
測控通信分系統(tǒng)則研制了圖像、話音、著陸搜尋三個特殊領(lǐng)域的相關(guān)設(shè)備，即使飛船身處火箭上升時的劇烈振動中，仍能可靠實現(xiàn)艙內(nèi)外圖像天地傳輸。在與空間站交會時，飛船內(nèi)航天員既可以通過空空通信鏈路與空間站內(nèi)航天員進行通話，也可通過中繼信道、數(shù)傳信道進行天地話音通信。此外，著陸搜尋設(shè)備在飛船正常返回著陸段或應(yīng)急狀態(tài)下著陸時，可發(fā)出信標(biāo)信號，為空中和地面搜尋提供精準(zhǔn)的引導(dǎo)。
記者：陳美玲
通訊員：楊華星 李同 孟凡子
供稿：上海航天
初審：林心怡
復(fù)審：石思嘉
終審：劉墾博
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