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夢天實驗艙成功發射看點

華夏經緯網 > 新聞 > 大陸新聞 > 時事要聞      2022-11-01 10:29:00

新華社北京10月31日電 題:夢天實驗艙成功發射看點

新華社“新華視點”記者

10月31日,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航太發射場點火發射。新華社記者 胡智軒 攝

10月31日下午,中國空間站第三個艙段夢天實驗艙在文昌航太發射場由長征五號B運載火箭托舉升空,順利進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。後續,夢天實驗艙將與天和核心艙進行快速交會對接以及平面轉位,完成空間站“T”字基本構型組裝。

夢天實驗艙的成功發射有哪些看點?夢天實驗艙在空間站將肩負哪些重任?

看點一:長五B有“大力氣”

長征五號B運載火箭近地軌道運載能力達到25噸級,是目前世界上在役火箭中唯一一型一級半直接入軌的火箭,也是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭,被稱為長征火箭家族中的“大力士”。

我國空間站三個艙段重量均超過22噸,長征五號B運載火箭作為“空間站艙段運輸專列”,自中國空間站工程建造實施以來,已成功托舉天和核心艙、問天實驗艙升空。此次夢天實驗艙的起飛重量約23噸,長征五號B運載火箭自然是發射任務的最佳選擇。

長征五號B運載火箭的“大力氣”是怎樣練出來的?

中國航太科技集團一院長征五號B運載火箭總體副主任設計師劉秉介紹,其大運載能力,得益於充分發掘了液氧煤油發動機大推力、氫氧發動機高比衝的優勢。

長征五號B運載火箭配備的8台120噸級的液氧煤油發動機,裏面最高壓強有500個大氣壓,起飛推力能達到1000多噸。而一級火箭配置的2台氫氧發動機,因其比衝高的特點,使火箭能夠以較少的燃料獲得較大的推力。

“所謂比衝,就是發動機在一定時間內燃燒一定量的燃料所産生的推力。”劉秉説,這就好比汽車的“油耗”,使用液氫和液氧推進劑的發動機“油耗”較低,是目前我們掌握的比衝較高的推進劑之一。

此外,為滿足空間站大艙段發射任務要求,長征五號B運載火箭突破了20.5米國內最大整流罩分離技術等多項關鍵技術,並將發射窗口由“零窗口”拓展為正負2.5分鐘的“窄窗口”。

據了解,長征五號B運載火箭還將承擔中國第一個大型空間巡天望遠鏡發射任務,屆時將與中國空間站共軌飛行,開展更多的宇宙空間探測和前沿科學研究。

10月31日15時37分,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航太發射場準時點火發射,約8分鐘後,夢天實驗艙與火箭成功分離並準確進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。新華社記者 楊冠宇 攝

看點二:夢天實驗艙的獨特之處

本次發射的夢天實驗艙作為中國空間站第三個艙段,與天和核心艙、問天實驗艙的任務分工和定位有何異同?

從對人的支援角度來看,夢天實驗艙的定位是航太員工作的地方,因此沒有配置類似天和核心艙、問天實驗艙的再生生保系統以及睡眠區、衛生區。我國空間站三個艙段均配置有航太員的鍛鍊設備,夢天實驗艙配置的是抗阻鍛鍊設備,類似健身房的划船機。

從總體構型來看,夢天實驗艙的“肚子”更圓,它由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙組成,並採用了獨特的“套娃”設計。工作艙通過對接機構與核心艙相連,主要是航太員艙內工作與鍛鍊的地方,也是艙內科學實驗機櫃安裝的地方。載荷艙與貨物氣閘艙則以“雙艙嵌套”的形式與工作艙相連,在載荷艙的內部,隱藏著一個貨物氣閘艙,主要作為貨物出艙專用通道。資源艙則是對日定向裝置和柔性太陽翼等安裝的地方。

從支援應用任務來看,夢天實驗艙作為“工作室”,是我國空間站三個艙段中支援載荷能力最強的艙段,其配置了13個標準載荷機櫃,主要面向微重力科學研究,可支援流體物理、材料科學、超冷原子物理等前沿實驗項目。

同時,夢天實驗艙艙外配置有37個載荷安裝工位,可為各類科學實驗載荷提供機、電、資訊方面的能力支援,確保它們在太空環境下開展各類實驗。特別是載荷艙上配置有兩塊可在軌展開的暴露載荷實驗平臺,進一步增強了空間站的載荷支援能力。

看點三:為空間站艙外科學實驗提供強大支援

作為我國空間站首個具有貨物氣閘艙的艙段,夢天實驗艙將為空間站開展艙外科學實驗帶來全新“體驗”。

在沒有貨物氣閘艙之前,一般是通過航太員“出艙帶貨”的方式進行艙內外貨物的轉移、安裝,但這種方式往往會受到航太員出艙次數、載荷數量與大小的限制,且航太員頻繁進行出艙活動還將面臨空間環境中更為複雜的安全考驗。因此,夢天實驗艙貨物氣閘艙的應用,將為空間站後續開展各類艙外科學實驗提供強大支援。

夢天實驗艙內還配置了一台載荷轉移機構,可以穩定將貨物從艙內送出艙外,或將艙外貨物運至艙內。這臺載荷轉移機構的運送能力達400千克,與航太員“帶貨出艙”的方式相比,貨物出艙能力進一步提升,還可為在軌工作生活的航太員“減負”,以便其將更多時間精力用於開展艙內各項科學實驗活動。

同時,為滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求,夢天實驗艙的貨物氣閘艙上還安裝了一款方形艙門,寬度可達1.2米。艙門採用全自動弧形滑移設計,可以為貨物的進出艙提供一條寬闊走廊。這是方形自動艙門首次亮相中國空間站。

中國航太科技集團八院空間站夢天實驗艙總體副主任設計師孟瑤介紹,貨物進出艙功能是夢天實驗艙的重要功能之一,如果把問天實驗艙的氣閘艙比作是“國際機場”的話,那麼夢天實驗艙的貨物氣閘艙就可以比作是重要的“物流港”。貨物進出艙功能主要是通過航太員發送指令完成,實現了“指尖上的物流”能力。

10月31日15時37分,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航太發射場準時點火發射,約8分鐘後,夢天實驗艙與火箭成功分離並準確進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。新華社記者 郭程 攝

此外,夢天實驗艙具備微小飛行器在軌釋放的能力,將作為開放合作平臺進一步增強空間站的綜合應用效益。其配置的微小飛行器在軌釋放機構,能滿足百公斤級微小飛行器或多個規格立方星的在軌釋放需求。

操作時,航太員只需在艙內把立方星或微衛星填裝到釋放機構的“肚子裏”,釋放機構即可搭乘載荷轉移機構將小衛星運送至艙外。出艙後,機械臂抓取釋放機構運動到指定方向,像彈弓一樣,把小衛星依次以一定速度“彈射”出去。

看點四:更高難度“太空之吻”

此次夢天實驗艙成功發射後,將與空間站組合體交會對接,如“萬里穿針”般上演更高難度的“太空之吻”。

中國航太科技集團五院502所空間站實驗艙主任設計師宋明超介紹,夢天實驗艙與三個月前發射的問天實驗艙個頭差不多,但是交會對接過程卻是“難上加難”。為了解決兩大難點,制導導航與控制(GNC)系統在其中發揮了重要作用。

第一個難點也是此次交會對接任務的最大危險點,因夢天實驗艙入軌後太陽與軌道夾角較大,太陽翼發電量不足以補充耗電量,如果不能在規定時間內完成交會對接,就需要中斷自主交會對接過程而緊急調整夢天實驗艙的姿態,使其連續對日定向來保證能源供應。

第二個難點是夢天實驗艙交會對接時組合體是“L”構型的非對稱構型,與問天實驗艙交會對接時組合體對稱構型不同,這顯著增加了空間站在軌姿態控制的難度。

為此,中國航太科技集團五院的技術人員為夢天實驗艙特別定制了交會對接任務故障預案,開展了大量的預演預判和試驗驗證工作。

根據空間站建造計劃安排,後續我國還將在文昌航太發射場發射天舟五號貨運飛船,在酒泉衛星發射中心發射神舟十五號載人飛船。(記者宋晨、胡喆、李國利、陳凱姿、溫競華、張建松)

(新華網)

文章來源:新華社
責任編輯:徐亞旻
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