第2眼 | 多项技术首次亮相!天和核心舱这些软硬件亮点满满
2021-04-30 22:27 羊城晚报•羊城派 原创
一起来看看“太空别墅”的高大上配备吧!

话题主持/羊城晚报全媒体记者 郑宗敏

4月29日,我国在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道,中国空间站在轨组装建造全面展开。

中国开启空间站任务新时代。视频来源:新华社

天和核心舱是空间站的管理控制中心,也是未来航天员驻站生活、科研工作以及对接飞船和载荷的主要舱段。

那么,天和核心舱究竟长什么样呢?

天和核心舱长啥样?150秒模拟动画告诉你!视频来源:央视新闻

看完这150秒模拟动画,你是否已觉得天和核心舱非常牛?实际上,天和核心舱还有更多厉害的地方。它可实现天地视频通话,拥有史上最复杂推进系统,首次采用柔性太阳翼……快跟派派君一起来看看“太空别墅”天和核心舱配备了哪些高大上的软硬件吧!

首次采用大面积可展收柔性太阳电池翼

空间站副总设计师罗斌告诉记者,天和核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼,双翼展开面积可达134平方米,这是我国首次采用柔性太阳翼作为航天器的能量来源。

柔性太阳翼集合了大面积轻量化、重复展收高可靠、低轨10年在轨长寿命、刚柔并济高承载等四大全新技术。

与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比,柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高,单翼即可为空间站提供9kW的电能,在满足舱内所有设备正常运转的同时,也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。

核心舱太阳电池翼的另一个特殊功能,是其在轨可进行整翼拆卸、转移。考虑到后续空间站组建完成后,对核心舱太阳电池翼造成的遮挡,从而影响发电,这两个太阳电池翼可由航天员与机械臂配合,实现舱外拆卸、转移,安装于后续发射的实验舱尾部桁架上,并在轨重新组建供电通道,这又被称为“在轨能源拓展功能”。

首次将电推进动力应用到航天器上

为实现核心舱至少在轨运行15年的设计寿命要求,其推进系统成为目前中国航天飞行器推进系统中最复杂的一个。本次核心舱发射任务中,“三项创新”成为造就天和核心舱推进系统的关键。

天和空间站运行效果图。图/新华社

第一项创新,是本次核心舱推进系统首次实现了完全自动化的高难度技术突破。科研人员为其研制出全新的自动补加程序,使其不再需要地面指令干预或是航天员的辅助,即可实现完全自主补加。

第二项创新,是核心舱推进系统除了配备4台轨控发动机、22台姿控发动机这些在航天技术中常用的常规动力以外,还额外配置了4台霍尔电推进发动机,首次将电推进动力应用到航天器上

霍尔电推进系统以其推力小、精确调整、工作时间长的特性,“细水长流”地发挥作用,辅助空间站抵抗轨道衰减,维持在原定轨道上正常运转。可有效节省核心舱自带推进剂的消耗,保证推进剂的合理充分利用。

第三项创新,是航天六院801所研发团队根据核心舱在轨15年的寿命要求,结合实际需求和产品风险评估,在以往可靠性设计、安全性设计的基础之上增加了维修性设计,首次设计了控制驱动器、霍尔电推进发动机气瓶等设备可实现由航天员出舱在轨更换维修的方案。

太空“大力神臂”可在太空抓取物体

天和核心舱外有一对大型机械臂,为我国首个具有七个自由度的机械臂,从而在太空可以实现类似人类手臂的运动能力,工作时最长长度可达18米左右、直径约4米左右,可以在太空抓取物体,方便设备的对接、安装、变轨、分离等操作。

七个自由度意味着什么?据中国电科21所专家介绍,这是对人类手臂的最真实还原。核心舱机械臂通过末端执行器与目标适配器之间的对接与分离,类似于木工常用的榫卯结构,可实现舱体爬行功能,以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分,进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。

“七个关节驱动组件及高精度位置传感器是实现机械臂运动、精确定位的执行机构,作为机械臂的核心部件,需具备小体积、大转矩输出,待机械臂运行到指定位置后,可实现定位锁定功能,从而使机械臂固定在相应位置,以及到位锁定后由末端执行驱动组件实现目标捕获及抓取的功能。”中国电科21所相关工作人员介绍。

在天也能连WIFI,可实现天地视频通话

除外观庞大、硬件一流以外,空间站的“软件”部分——舱内布局,也为航天员的工作和生活提供了诸多便利。

天和核心舱内部是什么样子?记者走近同比例天和核心舱!视频来源:《军事发布》栏目

“天和核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。”中国航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊表示,核心舱不仅能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家具,还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材,以满足航天员日常锻炼。

值得一提的是,为了提高航天员工作生活便利性和舒适度,天和核心舱密封舱采用了情景照明技术和WIFI通信技术,可轻松便捷控制照明设备开关、查询站上物资存储情况、与地面视频通话。通过天地通信链路和视频通话设备,可实现空间站与地面的双向视频通话和收发电子邮件。

从饮食睡眠到医保锻炼,再到视频通话,核心舱这座“太空别墅”既舒适又便利。

如今,中国空间站天和核心舱已就位。再过不久,中国将用神舟十二号飞船将3名航天员送入太空。中国空间站“太空别墅”即将迎来其第一批住户。

(素材来源:新华社、央视新闻、人民网、中新网、国防军事早报、科技日报、文汇报等)

来源 | 羊城晚报·羊城派
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