天宮

西安力量貢獻大

4月20日19時41分，搭載著天舟一號貨運飛船的長征七號遙二運載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射，約596秒后，飛船與火箭成功分離，進入預定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。

這是天舟貨運飛船和長征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統(tǒng)的首次飛行試驗。飛船入軌后，將按預定程序與在軌運行的天宮二號先后進行自動交會對接、自主快速交會對接等3次交會對接，3次推進劑在軌補加以及空間應用和航天技術等領域的多項實(試)驗。其間，天舟一號與天宮二號組合體在軌飛行約2個月，天舟一號獨立飛行約3個月。完成既定任務后，天舟一號將受控離軌，隕落至預定安全海域;天宮二號留軌繼續(xù)開展拓展試驗和應用。新華社

西安技術為“太空加油”保駕護航

20日，天舟一號成功飛入蒼穹，此次這個“太空快遞小哥”的最主要任務就是為天宮二號完成太空在軌推進劑補給，即俗話說的“太空加油”，而這項大難度的技術正是由位于西安的航天科技集團六院攻關完成的。

天舟一號貨運飛船飛行發(fā)射，其核心攻關項目——推進劑在軌補加技術是空間站實現(xiàn)長期駐留的必要條件，在此之前僅有個別航天大國完全掌握。此次我國在推進劑太空在軌補加一系列核心關鍵技術研制上獲得重大技術突破，中國人的“太空加油”夢想成為現(xiàn)實。

“太空加油”和我們平時在陸地上加油有什么不同?據(jù)航天科技集團六院801所載人飛船和空間站實驗室主任設計師劉建盈介紹，在陸地上加油只要人工將油槍對準加油孔，開始加油即可完成，但是在太空完全失重的環(huán)境下，“加油”可就不那么簡單了。劉建盈告訴記者，外太空“加油”完全要靠氣體壓力的調節(jié)將推進劑壓出來。陸地上是面對空油箱加油，但在太空，飛行器的推進劑燃燒后會產(chǎn)生大量的氣體，這些氣體占據(jù)了儲箱的空間，想再往里“加油”就要把氣體抽回氣瓶中。為此，研發(fā)團隊專門研制了“壓氣機”，它去年9月就隨天宮二號空間實驗室?guī)У搅颂?。壓氣機的作用，就是在“太空加油”之前，把原來儲箱里面的氣先抽出來，相當于把油箱先騰空。在天舟一號與其對接后，通過兩個航天器之間產(chǎn)生的氣體壓力，把推進劑從天舟一號上源源不斷輸送到天宮二號上。雖然看起來和地面加油差不多，但是要真正實現(xiàn)起來，卻并不容易。

推進劑是絕對不能泄漏的，如何既能保證準確的對接，又要滿足密封的要求呢?劉建盈介紹說，兩個飛行器對接后，為了保證天舟一號上的“油槍”能夠對準天宮二號上的“加油孔”，科研人員研制出了浮動斷接器，“兩個對接機構對接上肯定是有一定的偏差，通過浮動來找到最合適的位置，實現(xiàn)準確的對接。”劉建盈說，貨運飛船在對接及浮動斷接器插合完成后，需對貨運飛船及空間實驗室/空間站連接起來的補加管路系統(tǒng)進行檢漏，確保補加過程中無泄漏及補加系統(tǒng)的安全，由于這些技術在地面沒有辦法模擬實現(xiàn)，801所設計團隊通過設計仿真及多輪地面試驗驗證，摸索出了檢漏方法及評判指標，為在軌補加前檢漏這一安全保障奠定了基礎。

“太空加油”技術完全由航天科技集團六院獨立自主研制，并突破了國外技術封鎖，填補了中國航天領域空白，實現(xiàn)了我國空間推進領域的又一次技術跨越。

西安動力為“天舟”架“天梯”

20日，我國新一代中型運載火箭“長征七號”成功發(fā)射，推舉我國首艘貨運飛船——天舟一號飛向遙遠的天際。此次為天舟一號搭建太空“神梯”的就是位于西安的航天科技集團六院，“西安動力”再顯威力。

“這次執(zhí)行天舟一號飛行發(fā)射任務，航天六院研制交付了大小46臺發(fā)動機。”航天六院科研生產(chǎn)部副部長高新輝告訴記者，既包括為長征七號提供推力的10臺兩種推力類型的新型綠色環(huán)保液氧煤油發(fā)動機，還包括天舟一號上36臺大小各異功能不同的發(fā)動機，這36臺發(fā)動機25N、120N、150N、490N四種不同推力量級。據(jù)六院801所載人飛船和空間站實驗室主任設計師劉建盈介紹，這些發(fā)動機分工不同，其中25N、150N發(fā)動機負責幫助天舟一號調整姿態(tài)，490N發(fā)動機主要控制它在軌運行，而120N發(fā)動機則負責交會對接。通過他們的默契配合，力保天舟一號這位“快遞小哥”在軌飛行和交會對接時，能夠實現(xiàn)“俯仰有度，動靜自如”。

每一臺發(fā)動機的工作精確與否，都關系著整船的飛行任務能否順利完成，因此必須確保發(fā)動機具有100%的工作可靠性。天舟一號的運載量大，要求發(fā)動機工作時間和工作次數(shù)成倍的增加，這就要求在較短的研制周期內，大幅提高各發(fā)動機的工作可靠性。劉建盈告訴記者，經(jīng)過充分論證比較，六院研制團隊決定對25N、120N、150N發(fā)動機的技術狀態(tài)進行適應性改進設計，在不改變性能的前提下，降低發(fā)動機工作溫度。由于發(fā)動機工作涉及霧化、燃燒等復雜的物理化學過程，是一個世界性的難題，不僅需要理論分析和仿真計算，還需要大量的試驗驗證。在研制團隊不懈的努力下，天舟一號各級系統(tǒng)均采納了發(fā)動機的改進方案，滿足了型號總體提出的技術要求。

西安鄉(xiāng)黨為“舟宮會”牽線搭橋

20日，天舟一號在萬眾矚目中飛入蒼穹。航天科技集團五院西安分院為其研制的應答機天線網(wǎng)絡，通過提供通信與測控信號傳輸大通道，幫助“天舟”與“天宮”精準會面。

想象一下，如果“太空快遞小哥”的手機沒有信號，或者不認識路，那怎么能順利將貨物送到呢。“西安分院為天舟一號與地面聯(lián)系搭建了聯(lián)絡專線，為天舟一號能夠順利將貨物送達提供了重要保障。”西安分院天舟一號任務指揮陳嵐介紹，應答機天線網(wǎng)絡承擔著收發(fā)信息的功能，當天舟一號接收到地面的通信和測控信號的時候，就通過應答機天線網(wǎng)絡傳輸?shù)綉饳C對信號進行接收。反之，當天舟一號給地面發(fā)送相應信號的時候，也需要通過應答機天線網(wǎng)絡來傳輸?shù)教炀€并發(fā)送到地面。”陳嵐說，相比天宮二號空間實驗室中使用的USB天線網(wǎng)絡，應答機天線網(wǎng)絡重量減輕了500克，體積也相應減少。

“瘦身”后的應答機天線網(wǎng)絡，不僅身材“苗條”，且功能更為強大。五院西安分院在應答機天線網(wǎng)絡上使用了新研發(fā)的收發(fā)雙工器，通過四個通道中的八個端口，實現(xiàn)了通信測控信號的高效傳輸。由于這項獨特性的設計，將應答機天線網(wǎng)絡的射頻信號傳輸能力提升了近一倍多，遠遠超出了天舟一號最初的設計指標要求。同時也因為這項獨特性的設計，不僅不需要通過開關來控制信號的發(fā)射和接收，實現(xiàn)了信號的“常通”，而且從根本上提升了信號傳輸?shù)目煽啃?。就好比在電梯運送人員的過程中，以前是使用直梯運輸，需要通過電梯門的開關來分撥運送人員，而現(xiàn)在則通過手扶電梯，實現(xiàn)了不間斷的運送。

同時，為保證天舟一號信號傳輸清晰，在應答機天線網(wǎng)絡中，五院西安分院還使用了新研的介質濾波器，當信號通過的時候，可以將多余的干擾信號過濾掉，提升了信號傳輸?shù)馁|量。就如在手機通話中，將多余的干擾聲音過濾掉，只保留正式的通話聲音。

五院西安分院研制的應答機天線網(wǎng)絡在天舟一號中經(jīng)歷了產(chǎn)品的反復加工、調試、性能測試，先后開展了力學、熱控、溫度、濕度以及功率容量等多項試驗驗證，充分保證了在軌運行的可靠性。

“天舟”“長七”“大腦”都是西安造

20日，長征七號運載火箭托舉天舟一號貨運飛船一飛沖天。作為中國首個 “太空快遞小哥”，天舟一號有著強大的“大腦”，而為它打造這些強大“大腦”的就是位于西安的航天九院七七一所。

箭載計算機被稱為火箭的強健 “大腦”，它能夠有條不紊地完成箭體參數(shù)錄取、飛行軌道計算、飛行軌跡誤差修正以及控制指令輸出等多項復雜的控制任務，指揮火箭正常飛行。此次，長征七號實現(xiàn)了指令級同步技術，可以將“大腦”發(fā)出的指令之間的誤差由原本的微秒級降低至納秒級，實現(xiàn)“大腦”更加精準的控制。

數(shù)管分系統(tǒng)中央單元是整個天舟一號貨運飛船的“大腦”。在貨運飛船飛行、?？科陂g，中央單元緊張地忙碌著，負責完成對整個飛船數(shù)管分系統(tǒng)設備的控制、管理，同時對其他分系統(tǒng)設備間的命令和數(shù)據(jù)傳送進行控制。只有中央單元正常運轉，才能精確控制天舟一號與天宮二號空間實驗室交會對接、推進劑在軌補加。天舟一號數(shù)管分系統(tǒng)中央單元通過技術攻關，實現(xiàn)了關鍵元器件的國產(chǎn)化，為今后我國航天器工程自主可控的國產(chǎn)化道路奠定了堅實基礎。

西安制造為“天舟”定制“密封衣”

4月20日，我國第一艘貨運飛船天舟一號成功發(fā)射升空。位于西安的中國航天科技集團公司四院為天舟一號量身定做了全套結構密封系統(tǒng)，為其奔赴“天宮”提供安全保障。

飛船艙體密封系統(tǒng)是航天飛船、空間站等艙體結構密封的重要系統(tǒng)部件，對隔離艙體與外層空間、支撐艙內環(huán)境起著至關重要的作用。為滿足復雜的外太空環(huán)境要求，四院42所研制的密封產(chǎn)品在高真空、高低溫交變、原子氧侵蝕、強紫外線和帶電粒子輻照等特殊環(huán)境中，不產(chǎn)生降解、老化和皸裂，始終保持可靠的密封性能。另外，由于飛船艙內環(huán)境的特殊要求，該所密封產(chǎn)品具有極低的揮發(fā)性，而且無毒、無污染。自載人航天工程啟動以來，四院42所承擔了所有“神舟”載人飛船、“天宮”實驗室艙體密封系統(tǒng)研制生產(chǎn)任務。

天舟一號是目前我國體積最大、重量最重的航天器。艙體密封產(chǎn)品的種類更多、規(guī)格不一，安全性、穩(wěn)定性要求更高。為滿足要求，該所研制人員專為“天舟” 量身制作了個性化系列模具，研制出的密封產(chǎn)品形狀各異、規(guī)格多樣，大的直徑長達一米多，小的只有十幾毫米，密封件尺寸精度誤差不超過0.01毫米，相當于頭發(fā)絲的五分之一，許多異形件更是首次研制。據(jù)各類模擬環(huán)境試驗表明，該密封材料，達到國際同類產(chǎn)品水平，壽命大于30年。

西安智慧為“天舟”鋪“天路”

20日，天舟一號成功發(fā)射，由航天科技集團五院西安分院研制的中繼終端第一時間開機，與太空中的四顆中繼衛(wèi)星實現(xiàn)“太空握手”，搭建“天路”，實現(xiàn)地面對天舟一號的“遠程駕駛”。

“此次科研人員將以中繼終端與中繼衛(wèi)星建立起來的天基測控通信系統(tǒng)為主，對天舟一號實施在軌飛行控制。”西安分院中繼終端負責人余曉川介紹到，通過地面遙測遙控方式，對飛船姿態(tài)進行控制，并與地面建立通信聯(lián)系，實現(xiàn)對天舟一號貨運飛船的“遠程駕駛”。余曉川說，中繼終端就好像人的神經(jīng)系統(tǒng)，通過與中繼衛(wèi)星的聯(lián)系，來幫助處理所有的指令。在隨后的飛行過程中，天舟一號中繼終端還將通過“太空天路”與天宮二號完成兩次交會對接任務，并為天宮二號“太空加油”。以其中的交會對接任務為例，通過中繼終端所搭建的天基測控通信系統(tǒng)，科研人員可以同時實現(xiàn)對天舟一號和天宮二號的“遠程駕駛”，可以對天舟一號和天宮二號實現(xiàn)同時測控、同時進行高速數(shù)據(jù)傳輸，所建立的星間鏈路可以實時向地面?zhèn)鬏斀粫赢嬅妗３酥?，天舟一號還將進行包括載荷試驗在內的多項試驗驗證任務，而這些任務的所有命令都是通過中繼終端發(fā)送的遙控和遙測指令來實現(xiàn)的。

搭建太空天路，實現(xiàn)“遠程駕駛”聽起來簡單，但實現(xiàn)起來不僅需要跨越393公里，還必須在不到一個小時的時間內快速搭建完成，更要確保全程穩(wěn)定運行，系統(tǒng)復雜性可想而知。天舟一號中繼終端與四顆中繼衛(wèi)星組成的天基測控通信系統(tǒng)是實現(xiàn)“遠程駕駛”的關鍵。為研制出適合天舟一號任務需求的系統(tǒng)和產(chǎn)品，西安分院研究人員在天宮二號中繼終端產(chǎn)品設計和工作原理的基礎上，重新設計、研制了系統(tǒng)產(chǎn)品，系統(tǒng)所配置的9個軟件均為新研軟件。

西安衛(wèi)測中心織“天網(wǎng)”送“天舟”

20日19時，古城西安夜幕初降，喧囂了一天的城市，漸漸安靜下來。而此時，西安衛(wèi)星測控中心里面的工作人員正在為天舟一號忙碌著。

走進測控中心指揮大廳，立刻感到一種緊張忙碌的氣氛。一排排身著藍色工作服的科技人員，全神貫注地端坐在計算機面前，為即將發(fā)射的天舟一號貨運飛船進入最后的準備工作。測控中心技術部楊永安副總工程師告訴記者，這次任務是天舟一號貨運飛船和長征七號運載火箭組成的空間站貨物運輸系統(tǒng)，首次進行飛行試驗，包含多項試驗任務，每一項都需要世界一流的航天控制技術。作為年度工作的重頭戲之一，中心從年初就開始著手準備。前期，他們利用任務軟件與中心各測控站組成的測控‘天網(wǎng)’模擬了任務全過程，對可能存在的任務風險提出了切實可行的對策。

19時41分40秒，搭載著天舟一號的長征七號運載火箭沖天而起。大屏幕上顯示著我國版圖和火箭理論曲線，此時很快出現(xiàn)一個小小的紅色亮點，亮點緩緩移動變成一條紅線，這是根據(jù)飛船實際參數(shù)計算出來的飛行姿態(tài)曲線。

“三亞發(fā)現(xiàn)目標!”在火箭起飛40秒左右，三亞測控站靈敏的雷達準確捕捉到天舟一號令人期待的身影。“西沙跟蹤正常!”“長江七號發(fā)現(xiàn)目標!”很快，來自祖國各地多個測控站的報告聲陸續(xù)傳來。

19時51分，船箭分離成功。大屏幕中間顯示出天舟一號的飛行狀態(tài)，各項測控數(shù)據(jù)顯示飛船性能良好，運行狀態(tài)平穩(wěn)。隨著各測控站點不斷精準地注入指令，飛船按計劃向預定軌道順利挺進。19時54分，只見天舟一號的太陽帆板緩緩張開。各項參數(shù)顯示，天舟一號已順利進入預定軌道。20時05分，發(fā)射場區(qū)指揮部宣布：火箭飛行正常，飛船準確進入預定軌道，天舟一號發(fā)射任務取得圓滿成功。

絲路一號科學試驗衛(wèi)星01星

天舟乘客

昨日，我國首顆采用貨運飛船搭載方式發(fā)射的對地觀測微納衛(wèi)星“絲路一號”科學試驗衛(wèi)星01星隨天舟一號貨運飛船升空。這是我國“絲路微小衛(wèi)星群對地觀測系統(tǒng)”的首發(fā)星。

昨日，記者從航天基地獲悉，絲路微小衛(wèi)星群對地觀測系統(tǒng)”是陜西服務“一帶一路”建設的重點示范性項目。衛(wèi)星群計劃由30顆以上以增強導航和遙感為主的多任務多載荷微小型衛(wèi)星組成，配合在陜已建成的接收處理與應用服務中心，將為西部地區(qū)及絲路沿線國家提供便捷穩(wěn)定的增強導航和遙感影像服務。首顆衛(wèi)星的整星收攏長度僅為330毫米，質量不到4.5公斤。雖然重量輕，卻具備很強的光學遙感對地觀測能力，可以提供全色、多光譜、高光譜等多種類型的遙感影像并具備增強導航功能。

西工大空間生命科學項目

昨晚，我國首艘貨運飛船天舟一號在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，4個科學實驗項目搭載飛船升空。

此次在天舟一號飛船上開展的生命科學實驗項目，由西北工業(yè)大學聯(lián)合清華大學、浙江大學等5家單位將開展8個子課題研究，所有生物樣品均為哺乳動物細胞。西北工業(yè)大學在其中承擔了一個子課題——“空間微重力環(huán)境對骨/成骨細胞生命活動的影響”，將在天舟一號上進行持續(xù)21天的空間飛行實驗，與天基實驗同步開展相關的對照地基實驗，包括地面正常細胞實驗、地基模擬微重力(效應)實驗、地基初樣比對件產(chǎn)品細胞培養(yǎng)實驗等。