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“控温外衣”“智能管理员”…揭秘护航神舟十四号的“黑科技”

酷网6个月前 (06-12)科普148

神舟十四号航天员乘组顺利进入天舟四号货运飞船,相关工作正按计划开展。此次飞行任务中,哪些“黑科技”为神舟十四号飞船保驾护航?

6月5日,在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接的画面。新华社记者 李鑫 摄

无惧酷暑严寒,“控温外衣”呵护航天员冷暖

神舟十四号飞船对接的模式与空间站组合体飞行姿态,会使飞船被其他舱体持续遮挡,造成飞船长时间处于太阳无法照射下的极低温度环境下,最低温度甚至低于零下100摄氏度。而当空间站处于某些构型时,飞船的局部区域又会持续受到太阳辐照,最高温度超过100摄氏度。外部极端的高低温环境,对于航天员的健康和飞船设备的正常工作带来了严峻考验。

针对这一控温难题,航天科技集团五院的工程师们利用宇宙空间以热辐射为主要热量传导方式的特点,突破了飞船外避热控涂层光热性能选择性设计与调控、热控材料空间稳定性设计与大型复杂结构界面结合控制等关键技术,设计并研制了一款神奇的“控温外衣”——低吸收低发射型热控涂层。

低吸收,顾名思义就是涂层自身具有较低的太阳光吸收特性,可有效减弱太阳辐照导致的温度升高。

低发射,则是指涂层具有较低的红外发射率,可有效阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射漏热,避免舱内温度的不断降低。

同时,工程师们根据飞船结构、功率及空间热环境特性,对吸收及发射性能进行特定的设计,形成的“控温外衣”可保障飞船在长期的极端高低温外部环境下,依然能够让舱内处于适宜的温度范围,从而呵护航天员冷暖,守护航天员安全。

6月5日,在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接的画面。新华社记者 李鑫 摄

海量数据也不慌,“智能管理员”来相帮

神舟十四号飞船上时刻产生着海量数据,要想将这些复杂的参数变成航天员可以掌握的直观数值,仪表控制器应用软件就会作为“智能管理员”发挥作用。

当飞船各个分系统开始运行时,所产生的数据会汇集到数管分系统,然后经过“智能管理员”对数据进行汇总,并转换为航天员可以直观识别和操作的内容显示在仪表上。

在神舟十四号飞船上共有50余幅页面显示飞船各部分的情况,并根据载人交会对接任务的需要,显示包括世界地图、航天员身体情况等相关内容,这些都是由作为“智能管理员”的仪表控制器应用软件来提供的。

仪表控制器应用软件采用独特的图形显示技术,通过文字、图形、动画的方式,显示出飞船轨迹、姿态、飞行状态以及各分系统信息。

航天科技集团五院西安分院神舟十四号飞船仪表控制器应用软件设计师张赤萍介绍,使用这一独特的图形显示技术,不仅能得到新颖的仪表控制器显示效果,而且实现了空间智能化仪表中的图形、文字的处理与显示,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

6月5日,在北京航天飞行控制中心,航天科研人员在监测神舟十四号载人飞船与天和核心舱自主快速交会对接情况。新华社记者 李鑫 摄

不怕天涯路远,太空“天路”始终畅通

神舟十四号飞船直冲云霄,在如此远距离的情况下,它是如何完成与地面间的“天地通信”呢?答案是航天科技集团五院西安分院通过中继终端搭建的太空“天路”。

当神舟十四号飞船进入预定轨道后,飞船中继终端便开始工作。根据飞船飞行程序的指令链要求,中继终端中的设备会计算出中继终端天线的指向数据。

之后,中继终端中的转动设备将中继天线指向天链中继卫星。这样就完成了对天链中继卫星的捕获跟踪,建立从飞船到天链中继卫星再到地面的通信链路,实现神舟十四号飞船与地面通信的畅通,确保了地面的测试人员可以实时地掌握飞船的飞行状态。

航天科技集团五院西安分院载人航天任务负责人余晓川介绍,通过中继终端与天链中继卫星建立的天基测控通信系统,可将地面对神舟十四号飞船的测控覆盖率提高到90%以上。

记者:胡喆、宋晨

来源:新华社

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