成功对接!神舟十四号载人飞船蕴含这些上海科技力量
北京时间2022年6月5日10时44分,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约577秒后,神舟十四号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。
据中国载人航天工程办公室消息,神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次自主变轨,于北京时间2022年6月5日17时42分,成功对接于天和核心舱径向端口,整个对接过程历时约7小时。
其中,上海多家科研院所成果应用于神舟十四号载人飞船任务。创新脚步不停顿,复工复研 “加速跑”。上海疫情以来,上海各科研院所的科研攻关从未按下“暂停键”,大批科研人员坚守岗位,全力以赴确保了疫情防控和科研攻关的“双胜利”。
一起去看看他们的科研成果吧!
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上海硅酸盐研究所
此次神舟十四号发射任务中,上海硅酸盐研究所研制的长寿命低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、返回舱舷窗防烧蚀污染涂层、姿控发动机热防护材料、舱内通道照明和仪器仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层、舷窗玻璃及光学涂层、消杂散光涂层、不锈钢灰色化学转换热控涂层、返回舱防热天线窗等十余种涂层与部件得到应用。研制的高温压电陶瓷应用于长征二号F遥十四运载火箭遥测系统。
宇宙空间是一个极高真空环境,航天器与外部环境的热交换只有热辐射一种方式,没有热传导,也没有热对流。当太阳直接照射到航天器表面,如果没有加防护层,温度会很快升到100摄氏度以上,而在太阳照射不到的区域,温度又会降到零下100摄氏度以下。因此,每个航天器上都有一套经过精密计算、设计的热控制系统,包含热控涂层、热防护材料以及热管等。不管外部环境变化多么剧烈,这套系统都能使航天器内部维持在合适的温度范围,保证舱内航天员安全和仪器设备正常工作。在航空航天队伍里,上海硅酸盐所就是给航天器穿上全方位“护甲”的行家里手。
疫情期间坚守科研一线的无机涂层团队成员(部分)
上海硅酸盐所是国内最早开展特种无机热控涂层材料研究的单位,自我国第一颗人造卫星“东方红一号”用铝光亮阳极氧化无机热控涂层研制任务开始,承担了我国几乎所有型号航天器用特种无机热控涂层的研制和生产任务,多种涂层与材料解决了“卡脖子”问题,先后完成了60余种不同比值无机热控涂层材料的研发和自主可控制备,成功应用于风云系列卫星、载人航天工程、探月工程、北斗组网卫星、火星探测“天问一号”以及空间站等多个国家重大型号,是我国无机热控涂层材料与部件的重要研发基地。
上海有机化学研究所
此次任务中,上海有机化学研究所研制的有机温控涂层、导航用陀螺油助力神舟十四成功发射。
液浮导航系统关键原材料的
全方位自主可控
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上海有机所是我国研制及批量生产高比重,高粘度氟油的重要单位,产品包括陀螺用氟溴油,氟氯油,氟醚油等多种型号和牌号,并在生产过程中建立了具备自主、完备的技术参数体系和研制生产体系,实现了我国在液浮导航系统关键原材料的全方位自主可控。氟油是上海有机所为配套多个重点型号任务研制的,质量可靠、性能优异、交付及时,且上海有机所提供全生命周期的技术支持,保障了重点武器装备液浮平台、神舟飞船、天舟飞船、空间站、卫星等型号任务的研制交付,为国家重点项目和国防建设提供了关键技术支撑。
我国系统研制
有机温控涂层的唯一单位
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航天器在太空工作的空间热环境非常极端。航天器进入轨道后,处于地球大气层以外的超高真空空间环境,朝向太阳的表面温度非常高,而背向太阳的表面则非常低。为了保证仪器设备表面温度处于正常工作状态,航天器设计师常通过在航天器外表面使用不同的太阳吸收率和热辐射率的涂层来调节其热平衡温度,以保证其在合适的使用温度内工作。中国科学院上海有机化学研究所是我国系统研制有机温控涂层的唯一单位。
有机温控涂层研制组是上世纪六十年代为满足我国第一颗人造卫星“东方红一号”研制而成立的。几十年来,几代研制组科研人员克服了大量技术和装备上的困难,团结协作,刻苦攻关,研制出几十种不同用途的有机温控涂层,应用于我国已发射和在研的各类卫星和航天器型号上。在神舟十四上,同样使用了上海有机所研制生产的有机温控涂层。
上海技术物理研究所
神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次自主变轨,于北京时间2022年6月5日17时42分,成功对接于天和核心舱径向端口。对接过程中,上海技物所研制交会对接灯状态稳定,性能良好。
空间LED照明系统
感受人类智慧之光究竟如何照亮太空
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本次任务中,上海技术物理研究所承担研制交会对接灯a/b、轨道舱照明灯和返回舱照明灯等4台光电产品。交会对接灯属于神舟飞船仪表与照明分系统配套单机,配置在载人运输飞船舱外,在交会对接过程中为GNC分系统的TV摄像机拍摄提供照明。轨道舱照明灯和返回舱照明灯为宇航员在舱内工作生活提供照明。
LED照明系统相比于传统照明产品,具有寿命长、体积小、效率高、抗震性能佳、响应速率快、驱动电压低等优点,是太空照明的理想方案。上海技术物理研究所先后为神舟七号到十三号载人飞船,天宫一号、二号,天舟一号等载人航天任务和实践系列卫星研制空间LED照明系统。其中,中国神舟七号飞船上用于航天员出舱行走以及太空图像拍摄的照明系统,是世界上第一次使用LED光源作为载人航天器的照明系统,也是我国首个用于太空舱外的照明系统。
上海技物所空间LED照明系统研制团队(部分成员) 技物所供图
近20年来,上海技物所空间照明团队敢打敢拼、接续奋斗,产品功能从白光照明扩展到植物培养、可见光通信、杀菌消毒、定标光源等领域,光谱也从可见光扩展到覆盖紫外、可见光、近红外等波段。团队目前正有序推进神舟飞船后续任务航天照明产品研制,将持续在未来几年为载人航天工程任务提供高可靠的航天照明产品。
中国电科21所
21所为神舟系列飞船任务实施多次保驾护航,数次不辱使命,保障对接成功。在神舟十四号飞船任务执行中,21所研制的3款电机及组件产品助力此次任务实施。
引导对接任务完成
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21所研制的某型混合式步进电动机用于神舟十四号飞船的激光雷达,驱动激光雷达实现对接时的测速和测距,引导对接任务完成。该电机采用不等齿距设计,在无系统反馈的情况下,通过驱动控制器的细分控制,实现极其精确的精准细分微动,实现了单电机驱动下激光雷达的精准扫描。该电机从对接任务开始至今一直可靠保障了对接任务的圆满成功。
驱动电池阵定向
保障能源供给
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某型步进电机用于神舟十四号飞船电源分系统驱动机构,驱动太阳电池阵对日定向。该型电机采用21所自主专利技术,提高了电机惯性负载驱动能力,保障了飞船能源供给。
开启空调模式
保障航天员安全舒适
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某型混合式步进电动机,具备小体积、轻重量、低功耗、大力矩等优点,用于生命保障分系统温控阀驱动机构,调节舱内环境温度,保障了航天员生命健康和仪器设备安全。
中国电科23所
本次发射是长征系列火箭的第423次发射任务。中国电科23所在我国实施航天强国战略中,始终勇担使命,不懈探索,顽强拼搏,把对祖国的无限热爱,化作报效祖国的实际行动。23所为此次飞行任务配套了包含:宇航用高温导线、高速数据电缆、螺旋电缆、低噪音电缆、特种高压导线、8芯穿舱连接器、RTNC转接器、宇航员心电极帽组件、高温800℃电缆等多款产品,为空间站搭建任务取得圆满成功提供了有利的保障。
多年以来,23所自立自强,实现了一次次零的突破,与祖国的航天事业共同成长,先后配套了北斗组网、火星探测、月球探测、中国空间站等国家重大航天工程。未来,23所将继续弘扬载人航天精神,创新超越,实现“航天梦”助推“中国梦”。
中国航天科技集团八院
有这样一支来自上海的航天试验队,他们是中国航天科技集团八院神舟十四号试验队,在上海疫情严峻的时候受命出征,以成功报效祖国。紧贴在他们胸前的“国旗红”,临时武装起来的“抗疫白”,穿着于日常的“航天蓝”,是他们团结奋斗的生动注脚,也是属于这次胜利所特有的多彩记忆。
与神舟十三号一样,八院主要承担了神舟十四号飞船电源分系统、对接机构分系统、推进舱结构与总装、测控通信分系统部分单机、总体电路三舱配电器和推进舱电缆网研制等任务,配套产品共计近百台/套,对完成任务至关重要。
来源:“上海科技”微信公众号
“神舟十二号”载人飞船发射成功!回首“921”——中国载人航天梦开始的地方