5月30日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十五号航天员乘组与神舟十六号航天员乘组拍下“全家福”的画面。 (新华社记者 李杰 摄)
【资料图】
5月30日9时31分,搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,18时22分,顺利将3名航天员送入太空。在这举世瞩目的重大壮举背后,西安科技力量功不可没,为巨龙腾飞保驾护航。
5月30日
9时31分点火发射
约9时41分,神舟十六号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道
16时29分,成功对接于空间站天和核心舱径向端口,整个对接过程历时约6.5小时
18时22分,翘盼已久的神舟十五号航天员乘组顺利打开“家门”,欢迎远道而来的神舟十六号航天员乘组入驻“天宫”
大升级
新中继终端具备三大优势
5月30日9时31分,神舟十六号飞船成功发射,航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮乘坐着神舟十六号飞船进入太空。航天科技集团五院西安分院为神舟十六号飞船研制的升级版中继终端、天线网络、仪表控制器应用软件继续发挥重要作用,为神舟十六号飞船航天员遨游“天宫”全程护航。
本次发射的神舟十六号飞船,将继续通过西安分院研制的中继终端所搭建“太空天路”,实现飞船与地面通信的畅通无阻,确保地面测试人员实时掌握飞船的飞行状态。
与以往的空间站飞行器不同的是,神舟十六号飞船上采用了具备三大优势的升级版中继终端。中继终端上所有产品均按西安分院目前最新技术进行了优化升级,以更小更优的产品为中国空间站稳定高效的运行贡献力量。
集成程度更高。之前发射的空间站各飞行器使用的中继终端产品重量接近36公斤,西安分院借助最新工艺技术,对产品进行高度小型化、集成化设计之后,在原有功能和性能不变的情况下,升级版产品已成功减重至27公斤。
处理能力更强。以前处理一项工作需要依靠产品中的几个芯片共同完成。在对产品的数字处理功能进行大量优化升级后,现在仅需一个芯片便可轻松应对同一项工作。
国产化率更高。国产化和元器件自主可控是我国航天科技实现高水平自立自强的题中之义。西安分院大幅提升了国产化元器件的使用,升级后的中继终端元器件国产化率已接近100%。
据西安分院载人航天工程任务负责人余晓川介绍说,在目前的中国空间站任务中,西安分院为我国空间站六舱(船)均配备了中继终端,让“感觉良好”持续在线。
动力足
58台发动机强劲推举
保障顺利会师“天宫”
5月30日9时31分,长征二号F遥十六运载火箭托举着载有景海鹏、朱杨柱、桂海潮3名航天员的神舟十六号载人飞船,于酒泉卫星发射中心再次出征。此次,航天科技集团六院为长征二号F运载火箭配套10台发动机,为神舟十六号飞船配套推进舱、返回舱两套推进子系统共48台发动机。
在此次长征二号F运载火箭发射神舟十六号飞行任务中,六院为火箭配套的10台发动机已圆满完成发射任务,飞船配套的48台发动机将一如既往地护航神舟十六号飞船完成后续任务。
载人航天,人命关天。长征二号F运载火箭是目前我国唯一一型载人运载火箭,为载人航天工程任务提供了“航天员专属列车”。
在火箭配套发动机研制过程中的每一个环节、每一个阶段,六院发动机研制团队都全力以赴。火箭发动机需要在高温、高压、高转速、大推力、强振动的恶劣环境下运行,其故障模式属于成败型,只要有一个零件出现故障,往往导致灾难性事故。因此,确保上天产品万无一失,稳妥可靠,是火箭发动机研制的铁律。
航天质量就是生命。为保证航天员的健康和安全,六院科研团队不断提升载人飞船推进分系统产品质量,扎实高效开展数据包络分析和试验验证,系统分析可能存在的薄弱环节和风险,在设计和工艺上采取最有效的风险控制措施,确保神舟飞船推进系统的可靠性和安全性。
科研团队对飞船推进舱和返回舱推进子系统加严管控,保证管路的密封性,确保从加注、停靠、工作、一直到返回舱正常返回和安全着陆的整个过程中,即使在振动或者着陆冲击等恶劣的力学环境下仍保证推进剂和气体无泄漏。科研团队通过增加冗余设计,在万一发生故障时,仍能保证推进分系统正常工作,为神舟十六号的航天员们保驾护航。
硬实力
飞船“中枢神经” 火箭“大脑”科技含量高
5月30日,长征二号F运载火箭在中国酒泉卫星发射中心点火起飞,随后将神舟十六号载人飞船成功送入预定轨道,发射任务取得圆满成功。本次任务,航天科技集团九院771所为神舟十六号载人飞船配套数据管理中央计算机、环境与生理保障分系统数据处理计算机、舱载人体医学生理监测计算机等多个品种的集成电路产品,为长征二号F运载火箭配套运载火箭飞行控制计算机、故障检测处理器和逃逸程序控制器3种关键设备及多个品种的集成电路产品,配套产品工作正常,为发射任务圆满成功提供了有力保障。
数据管理中央计算机是载人飞船数据管理分系统的关键设备,相当于飞船的神经中枢。在飞船飞行过程中,通过系统总线,完成对数据管理分系统及其他分系统设备的控制和管理,实现各类数据及指令的存储、控制、处理和转发,具备故障工作/故障安全的能力。数据管理中央计算机设计采用了三机冷(热)备份系统结构和软(硬)件多种冗余容错技术,保证了计算机在飞行过程中的可靠性。
环境与生理保障分系统数据处理计算机是载人飞船环境与生理保障分系统的数据采集、处理和控制设备,负责采集飞船内部的环境参数和生命保障参数,通过对参数的处理和运算,准确控制各类动作控制计算机的调节,保证飞船舱内具有合适的氧气浓度、温度和湿度等环境,为航天员创造飞行时基本的生活条件和适宜的工作环境。
舱载人体医学生理监测计算机是航天员在轨生理信息测量系统的数据处理中心,相当于航天员的临床护士,负责实时接收航天员的心电、呼吸、血压、体温4项生理健康指标信号,处理后显示在仪表盘,实现飞船飞行过程中对航天员的医学监督与保障。
话音处理计算机是载人飞船舱内航天服系统的关键设备,安装在通信头戴装置内,相当于航天员在飞行过程中与地面站联络的直接通话桥梁。设计采用左(右)耳冗余设计,并配置双麦克、双耳机,保证了航天员在轨通话的可靠性。
此外,长征二号F运载火箭飞行控制计算机是运载火箭的飞行控制中心,是运载火箭的“大脑”,在运载火箭整个飞行过程中实时接收来自捷联惯性测量组合的加速度和陀螺的脉冲信号等,经过运算,控制运载火箭各执行部件协调工作,完成对运载火箭的制导和姿态控制。
故障检测处理系统中的故障检测处理器就像是一个指挥官,对错综复杂、瞬息万变的环境进行判断并下达让航天员逃逸的指令;逃逸程序控制器则像一个忠实的勇士,随时等待指挥官发来的指令,万无一失的完成逃逸时序动作,确保将航天员安全带回地面。
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“生命之塔” 让航天员放心出征
5月30日9时31分,神舟十六号飞船成功发射。在神舟十六号飞船发射任务中,航天科技集团四院承担了被誉为航天员“生命之塔”的火箭逃逸救生系统的全部动力装置、“神舟”飞船的全套结构密封系统等产品的研制生产任务,分别应用于火箭和飞船系统,全程为空间站建设护航。四院研制的产品涉及“箭、船、站、服、员”五大系统,全程服务保障空间站建设,为航天员长期在站工作生活提供安全和生活保障,让驻守在“太空家园”的航天员安心工作、放心巡天。
由于头顶标志性的形似“避雷针”的装置——火箭逃逸塔,长征二号F运载火箭成为了长征系列家族中辨识度最高的一款火箭。整个逃逸系统由大小10台发动机组成,全部由航天科技集团四院研制。
逃逸系统全部采用固体火箭发动机,具有瞬间产生巨大推力的特点。它的作用是一旦火箭在发射升空阶段出现危及航天员生命安全的重大故障,能够按指令点火工作,在2秒左右的时间内,迅速将载有航天员的飞船舱体带到2~3千米以外的安全地带,帮助航天员安全逃生,因此被形象地称为火箭上的“救生艇”。
逃逸系统由低空和高空两组发动机组成,分别承担从火箭起飞前30分钟到起飞后120秒,起飞后120~200秒左右两个时间段内的救生任务。
第一阶段为低空逃逸,救生任务主要由逃逸塔完成,被称为“有塔逃逸”。逃逸塔由大小6台固体发动机组成,包括1台逃逸主发动机、1台分离发动机和4台偏航俯仰控制发动机。在火箭起飞前30分钟到起飞后120秒内,飞行高度39千米以下时,如果发生危急航天员生命安全的重大故障,逃逸主发动机会按指令点火工作,配合偏航俯仰控制发动机,像拔萝卜一样,将航天员乘坐的轨道舱、返回舱从火箭整流罩中拖拽到1500~2000米外的安全区域,再通过携带的降落伞减速,安全着陆到地面。而如果这一阶段火箭飞行一切顺利,120 秒后分离发动机则会点火工作,实现逃逸塔与箭体的自行分离。低空阶段的护航任务顺利完成。
第二阶段为高空逃逸,救生任务主要由安装在飞船整流罩上的 4 台高空逃逸发动机完成,被称为“无塔逃逸”。火箭飞行时间 120 秒~200 秒、飞行高度39~110 公里。其间,一旦逃逸系统检测出火箭发生了威胁航天员生命安全的重大故障,逃逸系统会自动发出,或者航天员和地面工作人员手动发出逃逸指令,高空逃逸发动机就会点火工作来完成救生任务。而其间如果火箭飞行一切顺利,200秒左右后,高空逃逸发动机会与整流罩一起与箭船分离。至此,四院逃逸系统飞船发射阶段的护航使命就全部完成了。
自1992年中国载人航天工程正式开展以来,四院研制的火箭逃逸救生系统固体发动机随同长征二号F运载火箭一起,先后参加了从“神舟一号”到“神舟十六号”的多次无人、载人飞行和交会对接任务,助力完成了历次完美飞行,次次不辱使命,被誉为“航天员的生命之塔”。在神舟十六号飞船发射任务中,除了被誉为航天员“生命之塔”的火箭逃逸救生系统的全部动力装置外,航天科技集团四院还承担了神舟飞船的全套结构密封系统等产品的研制生产任务,全程为空间站建设护航。
来源:西安日报
(责编:程雨萌)
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