“天际之吻”团队获上海科技至极奖!他们导演了中国空间站的“天际芭蕾”

有东说念主放肆地把空间站与飞船的对接譬如成“天际之吻”,但是用“万里穿针”来形色可能才更贴切——跋涉万里、奔赴天际的飞船有如一根“线”,在轨翱游的空间站则是那根“针”。固然两边野心“体重”达数百吨,且齐以2.8万公里的时速飞奔,但要迟缓接近,最终以毫米级精度“合体”,甚而后续还要进行“天际转体”……不错说,400公里高空完成的这场饰演,代表了东说念主类顶尖的机灵和工夫。

在中国载东说念主航天工程“三步走”计策中,空间对接与转位工夫是从“第一步”迈向“第二步”“第三步”的关节复旧,径直关系到空间站建造及在轨常态化运营。今天(8月26日),由中国航天科技集团有限公司上海航天工夫扣问院研制的对接与转位机构,被授予2024年度上海市工夫发明奖至极奖。

一“吻”梦圆天际

交会对接是载东说念主航天工程中难度最大、也最眩惑东说念主的步调之一。若是无法完满对接,那么建造由多个舱段组成的空间站、为其提供物质补给、航天员交替等,齐无从谈起。

1992年9月,中央决策执行载东说念主航天工程,细目了“三步走”计策。那时放眼宇宙,空间对接工夫独一好意思、俄两国掌持,其他国度或者航天组织在该限制长期未能冲突。

在这种情况下,1995岁首,上海航天工夫扣问院缔造对接机构研制军队。1996年,行为自后团队领军东说念主物的张崇峰从哈工大加入团队。濒临国内在斟酌限制一派空缺、外洋对工夫严加闭塞的局势,他指导不到10东说念主的团队立下誓词:“一定要作念出中国东说念主我方的对接机构。”

历经15年劳作落魄,2011年11月3日,神舟八号飞船与玉阙一号初度交会对接,赢得圆满到手。我国由此成为宇宙上第三个孤立掌持交会对接工夫的国度。

自那以后,团队进一步深耕对接工夫,束缚贯串新任务,研制新式号,交出新答卷。

2017年4月22日,天舟一号与玉阙二号空间实验室初度在轨交会对接取获到手,第二代对接机构齐备首秀;

2021年6月17日,神舟十二号初度执行快速交会对接;

2022年6月5日,神舟十四号完成初度径向对接;

2022年7月24日,问天实验舱与空间站组合体到手对接,创下我国航天器交会对接最大“吨位”记录。

如今,空间对接机构已成为我国空间站的“金牌居品”。上海航天工夫扣问院研制的对接机构已圆满完成36次交会对接任务,为我国空间站的建造及运营添砖加瓦。

超卓背后的细节

从无到有研制对接机构,是一场充满挑战的征途,而这场征途始于对多半细节的求索。

起步之初,为充分扣问和论证对接机构的工夫有谋略,张崇峰指导团队花了3个多月撰写论证敷陈,征集的种种尊府装满了整整10个大箱子。最终,团队提议了安妥性高、承载才智强、东说念主货通行浅显的“异体同构左近式对接机构”有谋略。

要在茫茫天际“万里穿针”,率先得构建一个模拟天际的锻真金不怕火环境。为此,团队亲赴泰山花岗岩矿区,花了一个多月挑选出2块70多吨的巨石,随后又用5个多月时分加工成两个20吨重、极为平整的平台,名义高下革新不跳跃3微米。两台8吨重的宽敞飞船模子置于其上,手指轻轻少量,就可自如移动。

统共研制进程中,团队打造了整机特色测试台、缓冲锻真金不怕火台、空洞锻真金不怕火系统、热真空锻真金不怕火台等4台大型专用迷惑,一直沿用于今。

2011年神舟八号与玉阙一号初度交会对接后不久,还将来得及休整,团队立即运转研发2.0版的适用于货运飞船的对接机构。由于要就业将来的空间站,第二代对接机构必须适配8到180吨的多样翱游器。如斯“大吨位”的“天际之吻”,例必条目对接机构具备很强的缓冲耗能才智。

对此,团队系统性地提议了“可控阻尼”有谋略。最终,2017年4月22日,天舟一号与玉阙二号到手完满在轨交会对接,第二代对接机构齐备首秀。

挑战“超等转体”

跟着载东说念主航天工程参加空间站建造阶段,新的挑战又摆在他们眼前。

按照我国空间站的构型联想,将持续放射两个实验舱与中枢舱节点舱对接,然后接踵“靠泊”在其两侧,变成“T字”构型。若要一步到位,意味真的验舱须径直从侧面“撞”向中枢舱节点舱,在天际微重力环境下,这种冲击很容易使空间站姿态失稳。

行为支吾,上海航天团队提议了国际草创的“平面转位有谋略”。粗犷说,即是让第一个实验舱先与中枢舱节点舱轴向对接,稳稳组成“一字型”,再通过“天际转体”变成“L型”;随后,再放射第二个实验舱并重迭上述“对接+转位”的进程,临了变成“T字”基本构型。

这个有谋略对空间站组合体的扰动最小,但联想难度大、大地锻真金不怕火任务复杂,相配是要由百公斤级的转位机构带动20余吨级的实验舱,转位时必须启得柔、转得稳、停得准,不然任何狭窄浪荡齐可能对空间站姿态带来严重影响。

若是说之前的对接是“天际芭蕾”,那此次“对接+转位”号称是包含一系列高难度动作的“天际体操”。全部走来,研制团队束缚优化校正工夫,提议“缓起”“缓降”等工夫有谋略,自研了相应的转位机构硬件,从工程样机到可靠性件、结构件、热控件、武断件、正样件……

2022年9月30日、11月3日,问天实验舱、梦天实验舱接踵完成转位,三舱相拥于天际,我国空间站“T字”基本构型负责拼装完成。

如今,我国空间站已参加运用与发展阶段,飞船六合走动执行常态化放射,而每次对接与折柳,齐离不开研制团队在大地的经心准备和执行。30年来,他们用翻新和信守评释着航天精神。