4月27日晚,万众瞩目的“太空加油”上演。天舟一号货运飞船和天宫二号空间试验室的组合体,在距地面393公里的太空轨道,在高速航行中点滴不漏地完成了推进剂补加。
验证推进剂在轨补加手艺,是本次天舟一号最紧张的使命之一,也是后续我国制作空间站极为要害的手艺,突破和控制推进剂补加手艺,可以解决空间站能源供给问题,使空间站历久运行、航天员历久驻守空间站成为可能。
“太空加油”的顺遂完成,以及天舟一号成功输送“太空快递”,标记着天舟一号使命取得圆满成功,西宁做网站我国载人航天工程“三步走”完成了第二步,中国航天迈入了“空间站时代”。
推进剂补加实施持续5天,后续还将进行两次
4月23日7时26分,天舟一号与天宫二号组合体起头进行持续5天的推进剂补加实验。这是天宫二号与货运飞船进行的第一次推进剂补加,也是我国初次推进剂补加实验。
“太空加油”与空中加油相比,凌驾的不仅是离地面的高度,更是手艺庞大水平。补加实施持续5天,地面必要进行补加全过程、永劫间的状况监督与掌握,对地面主动化监控提出了更高要求。补加过程十分庞大,推进剂补加实验分为多个阶段,步调多达29个。掌握危害高,在轨补加是初次实施,涉及船载气、液路设备,减压阀超压、液路泄露等环境都邑风险整船平安,地面掌握必需确保无误。
据北京航天航行掌握中心飞控总体主任设计师姜萍先容,在太空实施推进剂补加,涉及氧化剂、燃烧剂两种推进剂,对设计的平安性、靠得住性提出了更严、更高的要求,还必要思量两个航天器方针、上百个阀门、几百米长的管路,以及几十种要害设备、软件的掌握。此外,整个补加流程包含这么多步调,每个步调又包含好多分支及指令,这些步调和指令层层束缚、环环相扣,不克有一处显现错误。
航天专家先容,天舟一号与天宫二号对接之后,通过两个航天器之间发生的气体压力,把推进剂从天舟一号上源源络续运送到天宫二号上,固然看起来和地面加油差不多,然则要真正实现,却并不容易。
在轨推进剂补加首要通过安装在对接机构上的4路推进剂补加液路浮动断接器来实现,这就相当于加油的管路和油枪都安装在了对接机构上。为了包管推进剂不泄露,液路浮动断接器的总装精度很高。
“以往的对接机构也有电路浮动断接器,首要实现两个航行器对接后的信号对接,而这次增加的液路浮动断接器则是实如今轨补加的毗邻通道。既然是毗邻通道,对接精度必需要更高。”专家说。
此外,在对接及浮动断接器插合等“加油”前预备事情停当后,还要对货运飞船和空间试验室毗邻起来的补加管路体系进行检漏,确保补加过程中无泄露及补加体系的平安。为此,研制职员在地面进行了多轮实验验证,确保在轨补加前检漏这一平安手段的顺遂进行。
针对推进剂补加,天舟一号上还有个立异的设计。今朝,海内空间航行器只含有单一的推进体系,为航行器供应动力。天舟一号货运飞船除含有知足常规推进功能的推进体系外,也有为空间试验室和空间站进行在轨补加推进剂的补加体系,并且两者是一体化设计。所谓一体化设计,便是推进体系与补加体系之间毗邻起来,在不影响各自自力功能的条件下,实现补加体系的推进剂能够提供推进体系的发念头事情,推进体系的推进剂能够用于补加,从而实现推进剂的最大行使。另外,在某个体系妨碍时,能够通过断绝及切换,确保推进和补加功能均可顺遂完成青海软件开发。
初次推进剂在轨补加使命完成后,天舟一号货运飞船在后续阶段还将对天宫二号再进行两次在轨补加,让这一手艺加倍完美。
加完“油”后的清洁管路也是要害环节
“太空加油”还有个开关,便是补加驱动器。据专家先容,补加驱动器是在轨补加使命中的要害单机,是智能的管路掌握单位。它在领受到体系指令后,掌握液体管路阀门的开关,同时调治流量、流速,包管推进剂补加过程平安进行。它实在是安装在天宫二号上的。
“与天宫二号相伴的泰半年韶光里,补加驱动器早已熟习了太空中的各项事情和情况,并多次开展在轨实验验证,只等天宫二号与天舟一号交会对接后大展拳脚。”中国航天科技集团八院对接机构掌握子体系副主任设计师丁承华说。
加完了“油”,还要清洁管路即管路吹除,这也是“太空加油”的一个要害环节。
航天专家先容,在货运飞船完成对空间试验室的推进剂补加后,为连结管路清洁以便能够进行后续多次补加,要对补加管路里的推进剂进行吹除,同时吹除过程中尽可能不污染航行器外观。为了在太空真空情况下吹除液体推进剂,两个研制团队一路先后进行了多轮推进剂吹除实验,确定了吹除方案,在地面验证后可用于在轨补加后的推进剂吹除。
管路吹除也是在地面航行掌握手艺职员“批示”着航天器来完成,使命中,阀门打开递次、时间距离都必需分绝不差,不然就可能造成推进剂冻结,堵塞补加管路。
“我们的推进剂补加流程动态计划手艺可以很好地解决这个问题,确保了补加过程顺遂进行。”姜萍说。(记者 余建斌 刘诗瑶)