二院多項技術產品為“天和艙”發射保駕護航
2021年04月29日14:46

原標題:二院多項技術產品為“天和艙”發射保駕護航

4月29日,我國空間站核心艙“天和艙”隨長征五號B運載火箭成功升空,順利發射入軌,標誌著我國載人航天事業邁上了新高度。

此次任務中,由二院23所、25所、203所和206所等院屬單位研製生產的測量雷達、聲表產品、微波雷達、晶體元器件及尿處理子系統等多項配套技術產品為“天和艙”成功發射提供全程保障服務。

雷達“眼睛”保障穩定飛行

在空間站核心艙“天和艙”發射任務中,二院23所兩部固定式脈衝測量雷達化身火箭“保護神”,火箭飛到哪裡,雷達就像“眼睛”一樣“看”到哪裡。外觀比一節火車車廂還大的天和號,在雷達屏幕上只是一個小點,不斷跳動閃耀,畫出線條,一旦火箭飛行出現偏移軌道的狀況,即刻就能被發現。

固定式脈衝測量雷達主要用於運載火箭發射上升段的外彈道測量,為文昌發射場指控中心實時提供火箭距離、方位、俯仰等精確坐標信息和徑向速度數據,全力保障發射任務。

據悉,在文昌發射場安裝以來,兩部雷達已成功完成80多次測量任務,確保安全穩妥可靠。

聲表產品護航通信暢通

除了啟程段的雷達保障,在發射、升空在軌期間,二院23所研製的聲表產品——聲表濾波器和扼流圈為天和艙傳輸系統、通信分系統等關鍵部位提供通信保障服務。

聲表濾波器用於濾除高次諧波、鏡像信息、發射漏泄信號以及各類寄生雜波干擾等飛行不同階段各種干擾信號,保障通信清晰傳回地面。扼流圈則用於抑製因環境變化引起的設備電路電流突變,提升設備抗電磁干擾能力,保障設備可靠性。

為了保障器件在太空中的高可靠性,聲表器件在百級超淨間加工,至少經曆3次超聲波或等離子清洗。這些體積不足指尖大、重量微乎其微的小產品,以極其穩定的可靠性,在航天器系統的傳輸系統、通信分系統等關鍵部位中廣泛應用。

晶體元器件打造可靠“心臟”

晶體元器件通常被稱為電子設備的“心臟”,它可以產生電子設備中的頻率信號。此次任務中,二院203所研製配套了包括石英諧振器、晶體振盪器在內的9種型號、數百隻晶體元器件產品,為空間站打造了一顆非常可靠的“心臟”,全程護佑核心艙“天和艙”成功發射。

在核心艙“天和艙”的控制系統、導航系統和通信系統中用到的大量晶體元器件,有的像一元硬幣,有的僅綠豆大小,它們像一顆顆跳動的“小心臟”,永不停歇。這些元器件產生的信號成為“天和艙”核心艙穩定跳動的“脈搏”,助力“天和艙”核心艙在太空中飛得又高又穩,並確保與地面互相“看得見”、“聽得清”。

據悉,這些晶體元器件產品具有高可靠、小尺寸、優指標、低老化、長壽命等優良特性,它們“身經百戰”,在各類型號任務中都擁有成功飛行的經曆,為通訊、導航和控制系統等提供時間頻率基準。

微波雷達為空間站建設“穿針引線”

在空間站建設環節,二院25所微波雷達承擔著載人航天工程“第三步”——為空間站建設“穿針引線”。

微波雷達由雷達主機和應答機兩部分組成,分別安裝在用於交會對接的兩個航天器上。在空間站建設中,核心艙安裝了三台應答機,雷達主機分別安裝於貨運和載人飛船上。微波雷達作為中遠距離的測量手段,在交會對接過程中為飛船與空間站核心艙提供精確測距、測速、測角信息及通信數據,實現遠距離捕獲、穩定跟蹤、精準導引。

此次任務中,該所應答機隨空間站核心艙發射升空。編製了不同ID編號的三台應答機分別安裝在核心艙的三個對接口處,隨核心艙長期在軌運行,為後續空間站建設中多艙對接任務提前做好準備。

據悉,二院25所研製的微波雷達自2011年首次實現神舟八號和天宮一號的交會對接,到2020年跨越38萬公里成功助力嫦娥五號上演“太空牽手”,九年時間已實現六戰六捷。

超級淨化器實現變廢為寶

二院206所研製的環控生保尿處理子系統及電解水淨化器等組件產品,作為天和核心艙環控生保關鍵子系統之一,在此次任務中備受關注。

尿處理子系統是空間站內水資源循環利用的重要環節,同時也是載人空間站任務實現航天員長期在軌駐留的標誌性關鍵產品之一,對於空間站建造與運營具有重要支撐作用。“在單一工作週期內,尿處理子系統能夠從6升尿液中提出5升的蒸餾水,且經過淨化的再生水超出國家衛生標準,完全可以滿足在空間站中長期駐留的航天員飲用、清潔、製氧等多種用途。”206所空間機電技術研究室主任崔廣誌介紹道。

尿處理子系統採用蒸汽壓縮蒸餾技術將預處理後的尿液進行旋轉蒸餾,收集到的水蒸氣冷凝後形成蒸餾水,然後將蒸餾水輸出給水處理子系統進行深度淨化處理,從而把尿液中的水分重新提取利用,在真正實現空間站水資源循環利用的同時減輕了貨運飛船的載荷負擔,大大降低了空間站運營成本。

探索浩瀚太空永無止境,攀登科技高峰任重道遠。未來,二院將繼續堅守航天報國初心,勇擔航天強國使命,為我國載人航天事業發展貢獻航天力量。

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