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“天宫二号”背后的高科技支撑

“天宫二号”于2016年9月15日22时04分09秒在酒泉卫星发掷中间发射成功,10月19日“天宫二号”与“神舟十一号”载人飞船在高度约393km的轨道上完成了交会对接,载人飞船搭载的航天员景海鹏、陈冬成功造访“天宫二号”空间实验室。两名航天员在轨驻留30天时代,开展了有人介入的空间科学和利用试验、航天医学实验和在轨维修技巧试验等。

按照义务计划安排,“天宫二号”还将和“天舟一号”货运飞船交会对接,开展推进剂补加、绕飞交会对接、货运飞船节制组合体、快速交会对接等试验。“天宫二号”自力飞行时代,开展在轨空间科学和空间利用技巧试验。

“天宫二号”空间实验室是在“天宫一号”目标飞行器根基上研制的航天器,两者形状相同,但却承担着不合的义务。“天宫一号”作为目标飞行器,主如果和载人飞船共同完成空间交会对接试验义务,在这个根基上研制的“天宫二号”空间实验室,是我国首个具备补加功能的载人航天科学实验空间实验室。“天宫二号”首次实现航天员30天中期驻留,首次利用推进剂补加技巧、提前验证空间站技巧,并开展大年夜量载荷科学和利用试验。

针对义务特征,“天宫二号”采纳了多项高科技设计。

采纳多项一体化设计

“天宫二号”采纳了环热控一体化设计规划,推行天宫二号主控、来访飞船停靠的情况节制模式,满意了不合人数、多种事情模式约束下的情况需求,办理了设备温度、航天员事情区湿度耦合节制难题,实现了热治理的优化节制。

针对两飞行器组合体模式,提出了航天器间多模式信息交融技巧,实现了两飞行器全义务历程的实时多源信息交互,办理了经由过程单飞行器测控通道实现两飞行器实时遥测、遥控的难题,包管了地面对两飞行器状态的同步监控;建立了不合飞行器多个舱段信息远程交互显示和指令节制体系,实现了航天员在任一飞行器内对组合体状态的实时掌控,确保了载人组合体驻连义务的成功。

首次提出了可重构的载人航天器安然模式设计规划,实现了对姿轨控、供配电、环热控、推进等关键系统的自立故障诊断、自立故障处置惩罚和自立系统重构,有效低落了经久无人值守时代的系统风险,前进了载人航天器经久在轨飞行的安然性。

首次提出了载人航天器多用户、大年夜容量数据分级治理措施,建立了系统网与载荷网分级治理、多路由/多链路上下速传输的数据治理平台,办理了大年夜容量载荷数据和低速高靠得住平台数据综合治理难题,为后续空间站数据治理架构奠定了技巧根基。

首次利用推进剂在轨补加技巧

空间实验室经由过程压气机将增压气体回压至气瓶,货运飞船以压力恒定要领将推进剂运送至空间实验室的推进剂贮箱,完成推进剂补加;补加开始由地面启动,设计了补加量预设功能以实现补加到位后自立竣事,设计了23项处置实时性强的模式实现自立诊断与处置。

截至今朝,只有俄罗斯和美国掌握了推进剂补加技巧,此中又只有俄罗斯实现在轨补加利用。而“天宫二号”的压气机比拟工业压气机,办理了在真空情况中高速运动下的动密封性难题,单个贮箱的抽气光阴比拟俄罗斯节省了1/2,出口压力跨越了“和平”号和国际空间站,功耗却低于前两者。

首次实现航天员三十天驻留

“天宫二号”与“神舟十一号”载人飞船组合体时代,首次实现了由一艘载人飞船支持下完成30天中期驻留,与飞船合营携带耗损品。

为了确保航天员安然,创建了电缆网高压自力传输和二次隔离、航天员活动区樊篱高压设备、高压危险源标识等设计措施,办理了电缆网高压传输和职员安然问题,避免了高压传输对航天员的迫害。设计了微量有害气体净化器,能够满意空间实验室义务有害气体净化需求;设计了微生物节制装配,总容尘能力可以满意舱体2年义务期和2名航天员30天驻留时代的除尘需求,航天员驻留时代空气清洁度不低于十万级。

系统从前进生活质量、低落事情负荷、改良就寝情况、富厚娱乐前提等几个方面实现了载人宜居的情况设计,在有限的组合体空间内,集成了内部装饰、舱内活动空间筹划、视觉情况与照明、废弃物处置惩罚、物品治理、无线通话等宜居技巧,为航天员供给舒适人道化的空间家居情况,使航天员在30天驻留时代,生活和事情舒适舒服。

30天在轨驻留时代,航天员将孕育发生大年夜量种类繁多的废弃物。为了使废弃物不占用航天员活动空间,同时保障清新的舱内空气,综合使用飞船轨道舱和实验舱空间,设计专门的废弃物贮存区寄放废弃物,不占用航天员正常生活空间;经由过程对废弃物真空密封保存处置惩罚避免废弃物异味。

不仅如斯,航天员在轨还可实时收看新闻联播,与地面进行视频通话。2016年11月9日下昼,中共中央总布告、国家主席、中央军委主席习近平与景海鹏、陈冬两位航天员进行了视频通话,总布告在视频通话中鼓励他们:“盼望你们奋不顾身、亲昵共同、精心操作,完满完成后续义务。祖国和人夷易近渴望你们胜利归来!”全部历程语音流通、画面清晰。

搭建在轨维修试验系统

首次搭载了搜集机、电、气、液等范例事情特点的自力运行平台,比如在“天宫二号”搭建了可流动的液体回路验证系统,验证空间站维修技巧;搭载了机器臂、机器手、节制器、维修设备和对象构成的机器臂操作终端试验,首次开展我国人机协同在轨维修试验,对范例人机协同维修操作进行验证,为后续空间站义务中的人机协同在轨维修供给技巧贮备;为了验证空间站柔性太阳电池阵技巧,搭载三块柔性太阳电池阵试验件,开展上下温轮回、低轨等离子体高压防护、耐原子氧试验。

装载大年夜量空间科学和利用试验设备

“天宫二号”空间科学和利用试验载荷设备数量由天宫一号的5项23件增添至14项51件,重量由560kg前进至608kg;开展了涉及微重力根基物理、微重力流体物理、空间材料科学、空间生命科学、空间天文探测、空间情况监测、对地不雅测及地球科学钻研利用以及利用新技巧试验等8个领域的空间利用技巧试验,多项实验处于天下前沿。

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