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    光明日报 2023年05月11日 星期四

    打造“能源矩阵” 锻造“灵敏神经”

    作者:本报记者 张晓华 本报通讯员 尚素娟 《光明日报》( 2023年05月11日 08版)

        天舟六号效果图。航天科技集团五院供图

        研制中的天舟六号。航天科技集团五院供图

      “5、4、3、2、1,点火!”随着扣人心弦的倒计时声和大屏幕上数字的闪烁,长征七号遥七运载火箭一飞冲天。为让火箭能够被实时“看到”,像追踪物流信息一样对发射进行全程掌控,载人航天工程副总指挥单位中国电科为天舟六号编织安全可靠的“测控通信网”,打造诸多核心关键器件,确保“太空快递”顺利到达。

      此次任务,天舟六号再次“扩容”,运力从6.9吨跃升到7.4吨,这就需要一张“巨能翅膀”保证它时刻电力满满。

      中国电科为天舟六号精心打造了半刚性太阳电池阵“翅膀”。“为保证‘巨能翅膀’稳定可靠,中国电科突破关键核心技术,完善固化半刚性太阳电池阵设计状态和生产工艺,确保天舟六号顺利携带‘太空之家’所需物资‘一飞冲天’。”天舟六号半刚性太阳电池阵主管设计师刘松喆说。

      天舟六号太阳电池阵产品继承天舟一号半刚性太阳电池阵技术状态,完善和固化了半刚性太阳电池阵的设计状态和生产工艺,设计平均效率高达28%,两翼供电能力超过8千瓦。

      “巨能翅膀”展开后,在飞行过程中要不断调整方向,使太阳电池对准太阳,才能为整星工作提供能量。中国电科研制的感应式永磁步进电机应用于太阳帆板驱动机构。别看这款电机“身躯”小,它的“能量”却很大,在太空中能长期平稳运行,确保太阳帆板在任务执行中始终“对日定向”,从而获取源源不断的“太阳能”。

      中国电科为火箭量身定制了小体积、轻量化的二次供电方案,研制的多款高可靠厚膜电源及滤波器,以坚强有力的“脉搏”为舱体各功能单元提供稳定供电,并成功应用于飞船姿态轨道控制、星敏传感器、主控计算机、光纤陀螺、载荷管理等系统中,确保发射安全可控。

      不只供能,还要加油。空间站在轨长期飞行,燃料不断消耗,需要货运飞船运送燃料并完成“推进剂”在轨补加,被称为“太空加油”。为保证“加油”任务顺利实施,中国电科21所研制了“混合式步进电动机—丝杠组件”。

      “稳定可靠的在轨推进剂补加技术,是支撑航天员能在空间站这个‘太空之家’连续工作的重要保障。”产品设计师李听斌说,他们研发的“混合式步进电动机—丝杠组件”,采用一体化设计,就像“加油枪”的“助动器”一样,有效控制浮动断接器的插合与分离,为推进剂补加管路的连通与断开提供动力。

      航天器在太空与地面如何联系?

      中国电科10所牵头研制的陆海天基测控通信系统,构建了新一代综合化测控网络,负责对长征七号运载火箭、天舟六号货运飞船等航天器进行轨道测量、遥测遥控和数据传输,是航天器在太空与地面联系的唯一纽带,被称为航天器的“生命线”。

      这是如何实现的呢?“我们承研的天链二号03星地面终端站,是本次发射任务的主力测控站,靠的就是‘基带池’新技术体制。”中国电科首席科学家柴霖表示,“基带池”技术体制,秉承硬件平台通用、软件定义功能、任务动态部署、系统成长演进的综合化设计理念,是一个共享、通用、大规模信号处理平台,能同时运行多种测控、数传工作模式,兼容不同信号形式、不同频点、多个目标。该测控设备像飞机自动驾驶仪一样,具备自动化运行能力,实现了全网测控资源的云架构管控,可以根据任务占用和设备健康状况,在全网自行按需分配计算资源。

      据介绍,作为未来技术发展的趋势,“基带池”技术体制既能增加模块冗余量,进一步提高测控通信系统的可靠性,又能使硬件设备通用化,提高资源的利用率。

      (本报记者 张晓华 本报通讯员 尚素娟)

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