“控溫外衣”“智能管理員”……揭秘護(hù)航神舟十四號的“黑科技”

2022-06-08 05:49:08

神舟十四號航天員乘組順利進(jìn)入天舟四號貨運(yùn)飛船,相關(guān)工作正按計(jì)劃開展。此次飛行任務(wù)中,哪些“黑科技”為神舟十四號飛船保駕護(hù)航?

無懼酷暑嚴(yán)寒,“控溫外衣”呵護(hù)航天員冷暖

神舟十四號飛船對接的模式與空間站組合體飛行姿態(tài),會使飛船被其他艙體持續(xù)遮擋,造成飛船長時(shí)間處于太陽無法照射下的極低溫度環(huán)境下,最低溫度甚至低于零下100攝氏度。而當(dāng)空間站處于某些構(gòu)型時(shí),飛船的局部區(qū)域又會持續(xù)受到太陽輻照,最高溫度超過100攝氏度。外部極端的高低溫環(huán)境,對于航天員的健康和飛船設(shè)備的正常工作帶來了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

針對這一控溫難題,航天科技集團(tuán)五院的工程師們利用宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導(dǎo)方式的特點(diǎn),突破了飛船外避熱控涂層光熱性能選擇性設(shè)計(jì)與調(diào)控、熱控材料空間穩(wěn)定性設(shè)計(jì)與大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)界面結(jié)合控制等關(guān)鍵技術(shù),設(shè)計(jì)并研制了一款神奇的“控溫外衣”——低吸收低發(fā)射型熱控涂層。

低吸收,顧名思義就是涂層自身具有較低的太陽光吸收特性,可有效減弱太陽輻照導(dǎo)致的溫度升高。

低發(fā)射,則是指涂層具有較低的紅外發(fā)射率,可有效阻隔飛船內(nèi)部向外部深冷環(huán)境的輻射漏熱,避免艙內(nèi)溫度的不斷降低。

同時(shí),工程師們根據(jù)飛船結(jié)構(gòu)、功率及空間熱環(huán)境特性,對吸收及發(fā)射性能進(jìn)行特定的設(shè)計(jì),形成的“控溫外衣”可保障飛船在長期的極端高低溫外部環(huán)境下,依然能夠讓艙內(nèi)處于適宜的溫度范圍,從而呵護(hù)航天員冷暖,守護(hù)航天員安全。

海量數(shù)據(jù)也不慌,“智能管理員”來相幫

神舟十四號飛船上時(shí)刻產(chǎn)生著海量數(shù)據(jù),要想將這些復(fù)雜的參數(shù)變成航天員可以掌握的直觀數(shù)值,儀表控制器應(yīng)用軟件就會作為“智能管理員”發(fā)揮作用。

當(dāng)飛船各個(gè)分系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí),所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會匯集到數(shù)管分系統(tǒng),然后經(jīng)過“智能管理員”對數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,并轉(zhuǎn)換為航天員可以直觀識別和操作的內(nèi)容顯示在儀表上。

在神舟十四號飛船上共有50余幅頁面顯示飛船各部分的情況,并根據(jù)載人交會對接任務(wù)的需要,顯示包括世界地圖、航天員身體情況等相關(guān)內(nèi)容,這些都是由作為“智能管理員”的儀表控制器應(yīng)用軟件來提供的。

儀表控制器應(yīng)用軟件采用獨(dú)特的圖形顯示技術(shù),通過文字、圖形、動(dòng)畫的方式,顯示出飛船軌跡、姿態(tài)、飛行狀態(tài)以及各分系統(tǒng)信息。

航天科技集團(tuán)五院西安分院神舟十四號飛船儀表控制器應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)師張赤萍介紹,使用這一獨(dú)特的圖形顯示技術(shù),不僅能得到新穎的儀表控制器顯示效果,而且實(shí)現(xiàn)了空間智能化儀表中的圖形、文字的處理與顯示,為航天員執(zhí)行任務(wù)提供了清晰、直觀、舒適的顯示界面。

不怕天涯路遠(yuǎn),太空“天路”始終暢通

神舟十四號飛船直沖云霄,在如此遠(yuǎn)距離的情況下,它是如何完成與地面間的“天地通信”呢?答案是航天科技集團(tuán)五院西安分院通過中繼終端搭建的太空“天路”。

當(dāng)神舟十四號飛船進(jìn)入預(yù)定軌道后,飛船中繼終端便開始工作。根據(jù)飛船飛行程序的指令鏈要求,中繼終端中的設(shè)備會計(jì)算出中繼終端天線的指向數(shù)據(jù)。

之后,中繼終端中的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備將中繼天線指向天鏈中繼衛(wèi)星。這樣就完成了對天鏈中繼衛(wèi)星的捕獲跟蹤,建立從飛船到天鏈中繼衛(wèi)星再到地面的通信鏈路,實(shí)現(xiàn)神舟十四號飛船與地面通信的暢通,確保了地面的測試人員可以實(shí)時(shí)地掌握飛船的飛行狀態(tài)。

航天科技集團(tuán)五院西安分院載人航天任務(wù)負(fù)責(zé)人余曉川介紹,通過中繼終端與天鏈中繼衛(wèi)星建立的天基測控通信系統(tǒng),可將地面對神舟十四號飛船的測控覆蓋率提高到90%以上。(記者胡喆、宋晨)

標(biāo)簽: 控溫外衣 海量數(shù)據(jù)

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