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環(huán)球微頭條丨【暑假科普大課堂】空間站“坐如鐘、行如風(fēng)”的秘訣是什么?

中國載人航天公眾號 | 2022-08-18 21:55:42

為提升廣大青少年的科學(xué)素質(zhì),豐富大家的暑假生活,從今天開始,我們西山教育體育局公眾號打造和推出暑期線上科普營地——【暑假科普大課堂】,專門給廣大青少年科普有關(guān)航天航空和計(jì)算機(jī)編程等科學(xué)知識。


【資料圖】

7月24日,問天實(shí)驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射。

這個在軌質(zhì)量達(dá)百余噸重的空間站組合體,其姿態(tài)控制難度是我國航天飛行任務(wù)中史無前例的。

空間站“坐如鐘、行如風(fēng)”的秘訣是什么,今天帶你來了解!

航天器姿態(tài)控制有“神器”?

控制力矩陀螺“顯身手”

空間站的穩(wěn)定運(yùn)行需要一個能穩(wěn)住它的強(qiáng)性能“神器”——控制力矩陀螺。

空間站大型柔性太陽翼

空間站在日常運(yùn)行過程中,其姿態(tài)受地球高層大氣、太陽電磁輻射、引力場等多種因素影響會有所變化,搭載的多項(xiàng)載荷也都有特定的指向需求。

因此,空間站的穩(wěn)定運(yùn)行需要一個能穩(wěn)住它的強(qiáng)性能“神器”——控制力矩陀螺。

控制力矩陀螺

控制力矩陀螺除了零燃料消耗的天然優(yōu)勢,還有對航天器柔性部件干擾最小化的優(yōu)勢,對于大型空間站而言,更是不可或缺的核心技術(shù)裝備。

曾是技術(shù)發(fā)展“攔路虎”!

如今自力更生,自主“智”造

控制力矩陀螺的技術(shù)攻關(guān)和產(chǎn)品研發(fā)曾是中國空間技術(shù)發(fā)展遭遇的“攔路虎”,但是,中國人確信“核心技術(shù)是買不來的”,所以在論證伊始便堅(jiān)定選擇了自力更生。

200Nms控制力矩陀螺

我國第一臺上天的是200Nms(牛米秒)控制力矩陀螺。

其在軌應(yīng)用成為我國空間機(jī)電部件發(fā)展的一個里程碑,也使我國成為世界上第三個掌握該技術(shù)的國家。

自天宮一號后,科研團(tuán)隊(duì)陸續(xù)研發(fā)出了滿足我國各類空間飛行器姿態(tài)機(jī)動與姿態(tài)控制需求的全系列控制力矩陀螺產(chǎn)品型譜。

較第一代產(chǎn)品,新研制的控制力矩陀螺具有精度高、響應(yīng)快、壽命長、可靠性高等優(yōu)點(diǎn),可滿足我國當(dāng)前各類空間飛行器的姿態(tài)控制要求。

空間站任務(wù)把控制力矩陀螺在中國航天器上的使用提升到了一個新高度。

其他航天器的控制力矩陀螺安裝在艙內(nèi),工作環(huán)境較為單一,而空間站上的控制力矩陀螺需要同時適應(yīng)艙內(nèi)、艙外兩種工作環(huán)境。

研制人員必須進(jìn)行專門的熱控設(shè)計(jì),同時對艙內(nèi)產(chǎn)品開展減振降噪工作,以符合艙內(nèi)噪聲指標(biāo)要求。

空間站核心艙已安裝的6臺大型控制力矩陀螺

作為復(fù)雜的空間機(jī)電類產(chǎn)品,為保證空間站的壽命與可靠性,控制力矩陀螺還需具備在軌更換能力。

中國空間站使用的控制力矩陀螺是目前角動量最大的1500Nms,并采用了兩艙“6+6”的配置。

這一配置正是組合體系統(tǒng)級的先進(jìn)之處,可以融合使用,通過總網(wǎng)絡(luò)按需重構(gòu)。

神舟十四號航天員在軌設(shè)置控制力矩陀螺

多個控制力矩陀螺的聯(lián)合使用,足以助力空間站“坐如鐘、行如風(fēng)”,助力載人航天工程的穩(wěn)步發(fā)展。

從“攔路虎”變成技術(shù)高峰,控制力矩陀螺系列產(chǎn)品的研制與應(yīng)用顯著提升了我國空間飛行器的姿態(tài)機(jī)動與姿態(tài)穩(wěn)定控制能力,也推動了我國空間慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速發(fā)展。

來源:中國載人航天公眾號編輯:張文怡廷

標(biāo)簽: 姿態(tài)控制 空間飛行器 核心技術(shù)

  • 標(biāo)簽:姿態(tài)控制,空間飛行器,核心技術(shù)

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