7月24日，我國(guó)空間站建造階段首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙——問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)由長(zhǎng)征五號(hào)B遙三運(yùn)載火箭托舉升空。25日凌晨，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙組合體成功在軌交會(huì)對(duì)接。
此次飛行任務(wù)中，有哪些航天科技為問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的問(wèn)天之路保駕護(hù)航？
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙為何能“四季如春”？
航天器在軌時(shí)，沒(méi)有了大氣層的保護(hù)，在太陽(yáng)照射的情況下，表面溫度可達(dá)100攝氏度以上，而沒(méi)有陽(yáng)光時(shí)，溫度會(huì)降到零下100攝氏度以下。
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙作為我國(guó)目前最重、尺寸最大的單體飛行器，在極冷極熱的太空環(huán)境中，想要保證艙內(nèi)各種設(shè)備始終處于20多攝氏度的舒適環(huán)境，就要靠航天科技集團(tuán)五院空間站問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙熱控團(tuán)隊(duì)研制的“太空空調(diào)”。
“太空空調(diào)”的核心是遍布各個(gè)位置的液冷系統(tǒng)，航天科技集團(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙流體回路負(fù)責(zé)人王德偉介紹，團(tuán)隊(duì)為問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙研制了三套液冷系統(tǒng)，將各種設(shè)備或試驗(yàn)載荷產(chǎn)生的熱量收集并輻射到外太空，可支持?jǐn)?shù)千瓦級(jí)以上試驗(yàn)載荷的散熱，其中一套是專門為艙外試驗(yàn)載荷進(jìn)行溫度保障的散熱回路。
同時(shí)，航天科技集團(tuán)五院的研制人員開(kāi)發(fā)了大尺寸、高效界面導(dǎo)熱材料，兼顧了艙外載荷維修和導(dǎo)熱的雙重目的。
在“太空空調(diào)”的研制中，為滿足部分特殊設(shè)備的溫度控制要求，許多新科技紛紛登場(chǎng)，如艙外設(shè)備上使用的太陽(yáng)反射率超過(guò)90%的“白色外衣”、石墨烯導(dǎo)熱索技術(shù)等。
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙怎樣“實(shí)時(shí)在線”？
航天測(cè)控通信是指地面站對(duì)航天器進(jìn)行軌道測(cè)量、遙測(cè)遙控和數(shù)據(jù)傳輸，是航天器升空后與地面的唯一聯(lián)系，就像放風(fēng)箏的線。因此，航天測(cè)控通信也被大家稱為航天器的“生命線”。
本次問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙升空，中國(guó)電科用十余個(gè)陸基測(cè)控站、?；鶞y(cè)量船和天鏈中繼衛(wèi)星編織了一張全覆蓋的測(cè)控通信網(wǎng)絡(luò)。
中國(guó)電科首席專家柴霖表示，目前我國(guó)已建成第三代“綜合化測(cè)控體制”，具備“多重組、深綜合、高可靠”等特點(diǎn)。
第三代“綜合化測(cè)控體制”采用了資源重組的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)，即各部分之間以交叉組合的方式重構(gòu)出多種設(shè)備形態(tài)，系統(tǒng)組成靈活多樣，提高了設(shè)備使用率和任務(wù)可靠度。
柴霖介紹，新一代測(cè)控設(shè)備為測(cè)運(yùn)控一體化系統(tǒng)，既有傳統(tǒng)測(cè)控功能，又有高速數(shù)據(jù)傳輸功能，兩類數(shù)據(jù)融合傳輸，節(jié)省資源。
綜合化設(shè)備和智能手機(jī)一樣，可支持在一套航天測(cè)控通信設(shè)備同時(shí)安裝多個(gè)應(yīng)用程序，不同信號(hào)形式、工作模式、技術(shù)體制的功能可以同時(shí)或分別使用。
問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙怎樣保障用水？
一直以來(lái)，太空尿液處理與水回收技術(shù)是公認(rèn)的技術(shù)難題，也是我國(guó)空間站建造的核心關(guān)鍵技術(shù)之一。
由航天科工集團(tuán)二院206所研制的第二套環(huán)控生保尿處理子系統(tǒng)隨問(wèn)天艙發(fā)射上行后，在與天和核心艙完成對(duì)接后投入使用，后續(xù)按照總體規(guī)劃，航天員乘組將對(duì)該套尿處理子系統(tǒng)進(jìn)行狀態(tài)設(shè)置，并進(jìn)行在軌測(cè)試以確認(rèn)系統(tǒng)的功能狀態(tài)與性能指標(biāo)是否正常，測(cè)試通過(guò)后，該套系統(tǒng)將按照總體規(guī)劃定期進(jìn)行自清洗流程。
按照總體規(guī)劃，在發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙后，中國(guó)空間站將完成在軌建造，隨后空間站將轉(zhuǎn)入長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)階段。目前，位于天和核心艙的首套尿處理子系統(tǒng)按照工作節(jié)律正常運(yùn)行，保障航天員正常用水，位于問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的第二套尿處理子系統(tǒng)作為備份組件，兩套尿處理子系統(tǒng)將協(xié)同為更多的中國(guó)航天員乘組在空間站長(zhǎng)期駐留提供清潔的再生水。
首套尿處理子系統(tǒng)于2021年4月29日隨天和核心艙發(fā)射入軌，并成功保障神舟十二號(hào)、神舟十三號(hào)6名航天員在軌長(zhǎng)期駐留。目前，首套尿處理子系統(tǒng)產(chǎn)品運(yùn)行過(guò)程中功能正常，性能穩(wěn)定。(記者宋晨、胡喆、溫競(jìng)?cè)A)