星空浩瀚无垠,探索永无止境。
“长征”“神舟”“天舟”组成天地往返运输工具穿梭大气层,“天和”“问天”“梦天”依次就位……在一个又一个中国航天的“高光时刻”中,中国人的“太空之家”蓝图一步一步走进现实。
托起“飞天梦”,自主创新是动力之源、强劲之翼。作为全国四大综合性国家科学中心之一,合肥将创新的目光投向星辰大海,助力一代代航天人在浩瀚的宇宙中不断前进。
梦天舱飞入空间站
中电科8所搭建信息“高速路”
北京时间10月31日15时37分,梦天实验舱由长征五号B运载火箭在我国文昌航天发射场成功发射。梦天实验舱是组成中国空间站基本构型的3个舱段之一,也是继问天实验舱之后的第二个科学实验舱。
10月31日下午,梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场发射升空。(图源:中国载人航天)
位于合肥的中国电科8所为梦天舱配备了一项关键设备——穿舱光纤连接器,成功突破了航天长寿命抗辐照光纤关键技术,解决了空间环境下气密封及空间站舱外抗辐照光互联难题,可以实现空间环境下各舱间海量数据的传输,保证航天员及空间站平台安全,履行空间站海量数据传输和交互的重任。
与此同时,中国电科8所还为梦天舱配套了千兆/万兆光模块、光缆、光缆组件。依托这些产品,各种图像、语音、指令、数据等信息得以在空间站各舱间以及天地之间实现高质量的双向高速传输。
北京时间11月3日9时32分,空间站梦天实验舱顺利完成转位。(来源:央视新闻)
“这一整套信息传输设备稳定性高、传输速率高,极大地提升了信息传输质量和速度。”中国电科8所航天组件工程中心负责人高泽仁介绍,比如,我们可以在之后回传的视频里,清晰地看到航天员的动作等细节,地面工作人员与航天员的通话也将更稳定、更清楚。
据介绍,千兆/万兆光模块是我国空间站信息系统上水平跨越式发展的核心元器件。依托于此,海量的实验数据、高清图像得以在空间站与地面实现高速数据信息传输,以及天地通话、视频互连、太空授课和航天员出舱活动。
天问探火
科学岛“嫦娥钢”大显身手
年5月,我国自主研制的火星探测器“天问一号”成功着陆于火星北半球乌托邦平原。由中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研制的新一代“嫦娥钢”,成功保障“天问一号”顺利度过“恐怖九分钟”,成功着陆于火星表面。
△年6月11日,国家航天局公布了天问一号探测器着陆火星首批科学影像图。(来源:央视新闻)
“天问一号”着陆火星需从约时速2万公里减速至零,相继经历气动减速、伞系减速,在距离火星表面约米时,进入悬停阶段,然后着陆巡视器需在着陆缓冲机构保护下,抵达火星表面。整个过程持续时间仅约为9分钟,而通信信号由火星传到地球至少要十几分钟,无法实时监控,巡视器需在陨石、沙尘暴等恶劣环境威胁下自主完成一系列复杂降落动作,因该着陆过程异常复杂、危险,被称为“恐怖九分钟”。
在前期探月工程任务基础上,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研发出新一代“嫦娥钢”,通过精细的组织调控和独特的工艺创新,实现了材料成分不变、吸能性显著提高的目标,并开发出着陆缓冲机构用拉杆、限力杆两种缓冲元件,利用该产品突出的强韧性、轻质性和吸能性吸收着陆时的冲击能,为“天问一号”着陆缓冲机构优化设计及其软着陆提供了重要支持。
火星探测器及拉杆、限力杆外观图。
据介绍,“嫦娥钢”具有极高的强韧性和吸能性,其延伸率、强塑积等指标国际领先,还相继保障了“嫦娥三号”、“嫦娥四号”任务顺利实施。在火星探测任务中,除沿用缓冲拉杆以外,首次使用限力杆产品取代了部分进口铝蜂窝设计,真正实现了我国深空探测器着陆缓冲系统的完全自主化。
嫦娥五号“奔月取土”
合肥科技助力深空探测
年12月17日1时59分,探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆,标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。位于合肥的中国电科第43研究所、第16研究所均为此次探月工程提供了科技支撑。
年12月7日,嫦娥五号返回器携带月球样品,在内蒙古四子王旗预定区域安全着陆。(来源:央视新闻)
中国电科第43研究所为嫦娥五号量身定做了4款高压抗辐照DC/DC电源。这些电源具有小体积、轻量化、高精度的特点,能实现高压直流输出,最高可达V,应用于激光IMU、成像、测距三个子系统中,使得系统能够更好地控制探测器的飞行姿态与精准着陆,让探测器“瞄得准、看得清、把得稳”。
据中国电科第43研究所研究人员介绍,为满足嫦娥五号深空探测需求,项目团队突破了抗辐照设计、高压变压器设计、高压安全可靠性设计以及高密度组装等关键技术,解决了宇宙空间中存在的高压真空放电和辐照环境恶劣等难题,让这些电源更好地满足空间环境应用,为各系统宇宙环境下的作业提供稳定动力。
中国电科第16研究所研制的特种低温接收机,则采用低温制冷的方式,通过物理极限大幅降低电子器件的热噪声,使接收系统获得“超级灵敏度”,精确接收远至上亿公里之外的微弱信号。这相当于为地面测控和通讯系统装上了“顺风耳”,可以更好地接收嫦娥五号发出的信号。
梦想无垠,步履不停。
火星磁强计、高吸能材料,保障“天问一号”完成科研任务;高压抗辐照DC/DC变换器、特种低温接收机助力“嫦娥五号”升空;中科院合肥物质科学研究院智能所参与研制的“无容器材料实验腔体子系统”,攻克了数个复杂的关键技术,成为“天和”核心舱的核心装置……
近年来,依托科技创新,合肥多次助力我国的“飞天之路”,越来越多“合肥造”闪耀在浩瀚太空。
文字
全媒体记者 葛清政