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如何“四季如春”?怎样“实时在线”?揭秘问天实验舱问天路上的航天科技

  7月24日,我国空间站建造阶段首个实验舱——问天实验舱在海南文昌航天发射场由长征五号B遥三运载火箭托举升空。25日凌晨,问天实验舱与天和核心舱组合体成功在轨交会对接。

  此次飞行任务中,有哪些航天科技为问天实验舱的问天之路保驾护航?

如何“四季如春”?怎样“实时在线”?揭秘问天实验舱问天路上的航天科技

  7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。新华社记者 李刚 摄

  问天实验舱为何能“四季如春”?

  航天器在轨时,没有了大气层的保护,在太阳照射的情况下,表面温度可达100摄氏度以上,而没有阳光时,温度会降到零下100摄氏度以下。

  问天实验舱作为我国目前最重、尺寸最大的单体飞行器,在极冷极热的太空环境中,想要保证舱内各种设备始终处于20多摄氏度的舒适环境,就要靠航天科技集团五院空间站问天实验舱热控团队研制的“太空空调”。

  “太空空调”的核心是遍布各个位置的液冷系统,航天科技集团五院问天实验舱流体回路负责人王德伟介绍,团队为问天实验舱研制了三套液冷系统,将各种设备或试验载荷产生的热量收集并辐射到外太空,可支持数千瓦级以上试验载荷的散热,其中一套是专门为舱外试验载荷进行温度保障的散热回路。

  同时,航天科技集团五院的研制人员开发了大尺寸、高效界面导热材料,兼顾了舱外载荷维修和导热的双重目的。

  在“太空空调”的研制中,为满足部分特殊设备的温度控制要求,许多新科技纷纷登场,如舱外设备上使用的太阳反射率超过90%的“白色外衣”、石墨烯导热索技术等。

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  7月25日在北京航天飞行控制中心拍摄的问天实验舱与空间站组合体交会对接。这是问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口的模拟图像。新华社记者 郭中正 摄

  问天实验舱怎样“实时在线”?

  航天测控通信是指地面站对航天器进行轨道测量、遥测遥控和数据传输,是航天器升空后与地面的唯一联系,就像放风筝的线。因此,航天测控通信也被大家称为航天器的“生命线”。

  本次问天实验舱升空,中国电科用十余个陆基测控站、海基测量船和天链中继卫星编织了一张全覆盖的测控通信网络。

  中国电科首席专家柴霖表示,目前我国已建成第三代“综合化测控体制”,具备“多重组、深综合、高可靠”等特点。

  第三代“综合化测控体制”采用了资源重组的设计理念和技术,即各部分之间以交叉组合的方式重构出多种设备形态,系统组成灵活多样,提高了设备使用率和任务可靠度。

  柴霖介绍,新一代测控设备为测运控一体化系统,既有传统测控功能,又有高速数据传输功能,两类数据融合传输,节省资源。

  综合化设备和智能手机一样,可支持在一套航天测控通信设备同时安装多个应用程序,不同信号形式、工作模式、技术体制的功能可以同时或分别使用。

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  7月25日在北京航天飞行控制中心拍摄的问天实验舱与空间站组合体交会对接。这是问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。新华社记者 郭中正 摄

  问天实验舱怎样保障用水?

  一直以来,太空尿液处理与水回收技术是公认的技术难题,也是我国空间站建造的核心关键技术之一。

  由航天科工集团二院206所研制的第二套环控生保尿处理子系统随问天舱发射上行后,在与天和核心舱完成对接后投入使用,后续按照总体规划,航天员乘组将对该套尿处理子系统进行状态设置,并进行在轨测试以确认系统的功能状态与性能指标是否正常,测试通过后,该套系统将按照总体规划定期进行自清洗流程。

  按照总体规划,在发射问天实验舱、梦天实验舱后,中国空间站将完成在轨建造,随后空间站将转入长期运营阶段。目前,位于天和核心舱的首套尿处理子系统按照工作节律正常运行,保障航天员正常用水,位于问天实验舱的第二套尿处理子系统作为备份组件,两套尿处理子系统将协同为更多的中国航天员乘组在空间站长期驻留提供清洁的再生水。

  首套尿处理子系统于2021年4月29日随天和核心舱发射入轨,并成功保障神舟十二号、神舟十三号6名航天员在轨长期驻留。目前,首套尿处理子系统产品运行过程中功能正常,性能稳定。(记者宋晨、胡喆、温竞华)

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责任编辑:文杰

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