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祝贺!梦天实验舱发射任务圆满成功

科创中国 2024-01-25

北京时间2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约8分钟后,梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。



三战三捷

决战决胜空间站建造任务

2021年4月29日


长征五号B运载火箭(简称“长五B火箭”)成功发射空间站天和核心舱,中国空间站在轨组装建造全面展开。

2022年7月24日


长五B火箭成功发射空间站第2个舱段问天实验舱。


2022年10月31日


长五B火箭成功发射梦天实验舱,完成我国空间站“T”字基本构型在轨建造任务。


空间站天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱形成“T”字基本构型,标志着我国空间站“T”字基本构型组装完成,载人航天“三步走”发展战略迈出了重要一步。
梦天实验舱(右侧,在轨转位后)与空间站组合体示意图(八院提供)

后续,梦天实验舱将按照预定程序与空间站组合体交会对接。完成有关功能测试后,梦天实验舱将按计划实施转位。神舟十四号航天员乘组已做好迎接梦天实验舱来访的准备。梦天实验舱可为航天员提供约32立方米的工作活动空间,为应用任务提供13个舱内实验机柜和37个舱外标准载荷接口支持。

梦天实验舱震撼宣传片

按照空间站“1+1+1=1”的核心设计理念,三舱最终实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理,开展更大规模的空间研究实验和新技术试验,推动我国空间科学研究与应用达到世界领先水平。

研制团队部分成员与梦天实验舱合影(八院提供)

据中国载人航天工程办公室消息,后续我国空间站将转入为期10年以上的应用与发展阶段。初步计划每年发射两艘载人飞船和两艘货运飞船。同时,将研制新一代载人运载火箭和载人飞船,并考虑研发空间站扩展舱段,进一步提升工程综合能力和技术水平。

一组数字看懂梦天实验舱

梦天实验舱是中国空间站第三个舱段,也是第二个科学实验舱,由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成,起飞重量约23吨,主要用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理,货物气闸舱可支持货物自动进出舱,为舱内外科学实验提供支持。


这是我国载人航天工程立项实施以来的第25次飞行任务,也是长征系列运载火箭的第446次飞行。

多项“黑科技” 打造专属“座驾”

作为专门为中国空间站建设而研制的新型运载火箭,长五B火箭近地轨道运载能力达到25吨级,是我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,已圆满完成了天和核心舱和问天实验舱的发射任务。

长五B火箭开展了多项技术攻关和创新,多项首创“黑科技”为空间站舱段打造“专属座驾”。

01

超大整流罩,不止于大


长五B火箭拥有目前我国最长最大的整流罩,整流罩长度达到20.5米、直径5.2米,容积超过345立方米。如此宽敞的空间,也是为发射空间站舱段而量身打造的。
此外,为了改善气动特性,火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷影响;同时整流罩分离采用了旋转式分离方案,确保超大整流罩安全可靠地分离。
长征五号B运载火箭整流罩

02

“零窗口”发射,分秒无误


空间站交会对接任务对长五B火箭提出了“零窗口”发射的需求,发射时间精度误差要控制在1秒以内,这就要求火箭各系统在点火前提前做好准备,等待点火。
作为采用液氢、液氧等低温推进剂的“冰箭”,长五B火箭的“零窗口”发射需要综合权衡发射准备的“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”间的关系。
为此,研制人员通过可靠性分析和试验实现了关键系统可靠性提升,通过射前流程优化提高了各系统对“零窗口”发射的适应性,开创了我国低温运载火箭“零窗口”发射的先河。
“零窗口”点火起飞

03

大直径舱箭分离,以“柔”克刚


空间站舱段和长五B火箭的连接接口直径超过4米,舱箭分离需要考虑可靠性、冲击环境等多个方面的因素,既要确保安全分离,又要尽量将分离过程中出现的冲击环境等不利影响降到最低。因而火箭采用了“双隔冲框+阻尼盒”的降冲击方案,并应用了“颗粒阻尼技术”。
“颗粒阻尼技术”是一种新型振动被动控制技术,通过颗粒体和阻尼器构成一个耦合、封闭的非线性系统,依靠摩擦和非弹性碰撞,迅速地耗散动能,实现减振降噪的效果,使空间站舱段可以在“下车”过程中感受到火箭的“温柔”。

04

大推力直接入轨,一步到位


长五B火箭采用一级半构型,由芯一级+助推器+舱罩组合体组成,因此没有单独的调姿和末速修正系统,而是利用一级火箭直接将有效载荷送入预定轨道。
在一级发动机关机时,约140吨的推力在几秒钟之内消失,相当于一辆高速行驶的火车突然“刹车”,还要稳稳停靠在指定位置。研制人员通过采用姿态控制增益优化和复合制导方法,提高了火箭姿态控制精度,降低了制导误差对精度的影响,使火箭在分离时处于最佳“姿态”和最准位置。
同时,增加了2枚反推火箭,使火箭一级箭体可以及时避开空间站舱段的轨道面,提高了舱箭分离的安全裕度。

未来,长五B还将执行我国首个大型巡天空间望远镜的发射任务,还将与远征系列上面级形成组合火箭,具备多星组网发射能力,满足不同发射任务的需求,长五B火箭副主任设计师刘秉介绍道。

近年来,长征五号系列运载火箭圆满完成了以空间站建造、探月、探火为代表的一系列国家重大工程任务。航天科技集团一院长征五号运载火箭副总设计师黄兵介绍,今后,长征五号系列运载火箭将逐步进入高密度发射状态,预计到2024年,发射需求将达到每年4至5发。


来源:综合中国载人航天工程办公室、中国运载火箭技术研究院、中国航天科技集团等

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