试验设备

首次太空会师九院助力神舟十五号发射圆满

发布时间:2022/12/9 20:05:04   
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年11月29日23时08分,长征二号F运载火箭点火起飞,中国航天员费俊龙、邓清明、张陆乘坐神舟十五号载人飞船从酒泉卫星发射中心直奔苍穹,发射任务取得圆满成功。

▲长二F火箭起飞(张晓宁摄)

后续,神舟十五号将与天和核心舱对接,并与神舟十四号乘组“太空会师”,共同完成首次航天员乘组的在轨轮换,并开展后续一系列空间科学试验与技术验证等任务。

▲航天员费俊龙(中)、邓清明(右)、张陆(左)出征(张晓宁摄)

在此次发射任务中,九院为载人飞船和长二F火箭配套生产了大量高质量、高可靠且技术先进的智能产品,全程护航航天员开展新一轮太空征程。

神舟飞船上的九院智造

在神舟十五号飞船上,安装着由九院打造的众多智能装备。这些装备各司其职、稳定运转,确保飞船安全运行,为航天员完成后续一系列任务提供有力保障。4种关键设备全程护航

所为飞船研制了控制管理、医学保障、语音通话等4种关键单机,是确保飞船稳定运行和保障航天员完成后续任务的关键。

数据管理中央计算机是载人飞船数据管理分系统的关键设备,相当于飞船的“神经中枢”。在飞船飞行过程中,通过系统总线,完成对数管分系统及其它分系统设备的控制和管理,实现各类数据及指令的存储、控制、处理和转发。该产品设计采用三机冷(热)备份系统结构和软(硬)件多种冗余容错技术,具备故障工作和故障安全的能力,可有效提高设备在飞行过程中的可靠性。

环境与生理保障分系统数据处理计算机负责采集飞船内的环境参数和生命保障参数,通过对参数的处理和运算,准确控制各类动作部件,保证飞船内维持适宜的氧气浓度、温度和湿度,为航天员在轨工作和生活提供舒适环境。

舱载人体医学生理监测计算机是航天员生理信息测量系统的数据处理中心,安装在航天员座椅下,它就像航天员的“临床护士”,负责接收航天员的心电、呼吸、血压、体温4项生理健康指标信号,在飞行过程中为航天员提供医学监督。

安装在通信头戴装置内的话音处理计算机是航天服系统的关键计算机设备,采用左(右)耳冗余设计,并配置双麦克、双耳机,确保在飞行过程中让航天员天地语音清晰交互。

所研制人员代表

惯导设备提供精准导航

惯性导航技术是航天领域关键技术,主要作用是为火箭和飞船提供飞行姿态、方位、速度、位置等关键信息,是航天飞行器控制和稳定的基础。从飞船与火箭分离到精准进入预定轨道,整个飞行过程都离不开13所和16所(厂)研制的惯性导航设备,它们就像火箭和飞船明亮的“眼睛”,负责在茫茫太空中指引航向。

13所研制的光纤惯性测量单元是飞船GNC分系统的关键单机,具有高可靠、高精度、长寿命、功耗低、质量轻等特点,为飞船姿态和速度提供精确控制依据,保证“神舟”和“天和”精准对接。它还为航天员准确返回着陆场提供关键测量信息,确保飞船精准着陆。此外,13所两光公司还为飞船研制了一套手控光纤惯性测量单元,供航天员在紧急情况下使用,确保航天员生命安全。

13所两光公司研制人员代表

16所(厂)研制的二浮惯性测量单元负责实时测量飞船的运动信息,能够精准控制飞船的姿态和速度,是飞船实现精准入轨和交会对接的关键单机。因空间站设计要求在轨寿命不小于15年,这对产品的环境适应性和可靠性也提出了更高要求。项目团队围绕任务需求,在产品力学、热学、电磁兼容等诸多方面开展了大量的技术攻关,反复开展试验分析验证,大幅提高了产品的可靠性,有效满足了任务需求。

16所(厂)研制人员代表

飞船的“数据管家”

航天员的饮食起居、通讯联络、试验操作都离不开各种仪器仪表,这些仪器仪表将传输和记录大量的数据信息,需要专门的设备管理。这就要靠所设计生产的数传复接器和应急数据记录器,他们是飞船的“数据管家”,承担着为飞船管理数据的关键角色。

所研制人员代表

数传复接器承担着飞船数字话音、总线数据、生理遥测、有效载荷和延时遥测等数据管理和复接任务,功能复杂、接口众多、可靠性要求高。数传复接器在接收到航天员的语音数据后,先进行缓存处理,将数据组合成一路高速数据流,输出给发射机传回地面,保障天地通话语音清晰、连贯、完整。应急数据记录器就是俗称的“黑匣子”,全程记录着舱内气压、温度、湿度、飞船姿态、设备工作状态及航天员在仪表上的操作等大量数据,它不仅能够存取全程数据,还可以在发生危险时,完整保存和读取信息。飞船“黑匣子”经过两次重大技术改进,不仅具有抗冲击、耐火烧和防浸泡、不受恶劣环境影响等特点,存储容量等关键指标也得以大幅提升。

为飞船提供芯片级保障

所为神舟十五号载人飞船的制导控制系统、数管系统、仪表与照明等6个分系统配套抗辐照微处理器、FPGA套片、大容量存储器、高速AD/DA转换器等36款共计余只国产化宇航用集成电路,为航天员提供芯片级安全保障。

所研制人员代表

其中,抗辐照微处理器BM作为我国首款自主研制的抗辐照微处理器,是飞船上多种计算机的“控制管家”,分别为数管分系统提供高性能的数据管理、为制导控制分系统进行高可靠的任务控制,具有高集成、高安全、高能效、高可靠等特点,确保飞船稳定运行。

飞船顺利对接的关键

厂为飞船配套的推进管理器承担着推进舱子系统所有温度、压力以及相关遥测信息的采集、转换和编码、发送等任务,是推进分系统可靠运行的关键。该产品通过采集温度数据,再按照预先设定的规则控制推进舱子系统的温度,从而确保飞船动力平稳输出、安全飞行,与天和核心舱顺利对接。

厂研制人员代表

厂还为飞船的测控分系统配套了频率综合器,为总体电路分系统配套了轨道舱火工控制装置、推进舱火工控制装置、返回舱火工控制装置、返回舱适配器,为应急救援分系统配套了逃逸程控器,为结构与机构分系统配套了舱门压点开关等多种产品,共同为航天员的太空征程保驾护航。

飞船内部“信息高速公路”

在神舟十五号飞船周身,遍布着厂研制生产的电连接器,肩负着飞船动力信号、控制信号和通信信号精准传输的重要使命,它们就像是一条条“信息高速路”,确保各项指令有效传达。本次任务中,该厂提供了整个飞船所用三分之二以上的电连接器产品,为“神舟”牵手“天和”作出了重要贡献。

厂研制人员代表

其中,舱外对接电连接器安装在飞船与核心舱的对接机构电路浮动断接器上,承担两个航天器对接时动力、控制和通信信号传输的重要使命,舱外对接电连接器经历多次太空交会对接考验,产品稳妥可靠、万无一失。

厂研制人员代表

此外,厂为飞船配套了7个系列,22个规格的电连接器产品,不仅起到信号传输的重要作用,还为船箭分离提供可靠保证。

护航“神箭”精确入轨

在长征二号F运载火箭上,由九院研制生产的智能产品遍布火箭全身,它们共同发挥作用,帮助火箭一飞冲天,成功将飞船送入预定轨道。

飞行控制计算机,火箭的智能“大脑”

所研制生产的运载火箭飞行控制计算机是火箭的飞行控制中心,被誉为火箭的智能“大脑”。在整个飞行过程中实时接收来自捷联惯性测量组合的加速度和陀螺的脉冲信号等,经过运算,控制火箭各执行部件协调工作,完成对火箭的制导和姿态控制。

所研制人员代表

惯导产品,火箭的明亮“眼睛”

火箭在飞行过程中要保持正确的姿态和飞行轨迹,就离不开13所研制的高精度惯性导航设备——捷联惯性测量组合。作为控制系统的重要单机,捷联惯性测量组合如同火箭的明亮“眼睛”,让火箭沿着正确的轨迹飞行。它具有冗余度高、可靠性好、测量范围广、精度高等优点,为火箭提供位置和姿态的精确信息。此前,这款产品已随长征二号F运载火箭参加了多次飞行,产品性能稳定,表现优异。

在酒泉卫星发射中心的13所试验队员

此外,厂还为火箭配套生产了6只捷联动调陀螺仪,为保证产品万无一失,陀螺仪研制团队全心全意投入装调试验工作,对上百项测试数据进行判断分析,确保产品性能优异、质量可靠。

厂生产现场

遥测设备全程跟踪

所研制配套的遥测传输设备用于获取飞行过程中火箭各系统的工作状态参数、环境数据以及飞行过程中关键部位的实时图像,对火箭进行实时状态监控、性能评定和飞行后数据分析。同时,该所研制了多套地面测控通信设备,执行火箭遥测信号接收任务,对火箭发射全程进行遥测跟踪、保驾护航。

所研制人员代表

特别是该所提供的卫星导航接收机,扮演着火箭“导航仪”和“方向盘”的重要角色,它们通过提供高精度导航数据,为火箭飞行指引航向,确保火箭准确进入预定轨道。

厂为火箭配套了遥测地面检测站,负责对火箭发射前工作状态进行实时诊断和数据分析,使指挥中心实时掌握火箭的工作情况。检测站从火箭发射前几小时进入高效工作状态,一直持续到火箭发射后几百秒,确保火箭顺利发射。

厂研制人员代表

传感器,遍布火箭全身的敏感“神经”

所研制的各类传感器遍布火箭各个关键部位,它们就像是火箭全身的敏感“神经”,在火箭发射、飞行过程中时刻感知着火箭的状态,是判断火箭各部位是否“健康”的关键。尤其是载人逃逸系统中的过载传感器,负责进行故障检测及健康监测,为判断系统是否运行正常提供重要依据。

在本次任务中,厂配套生产了大量高可靠电子元器件。其中,直流固体继电器具有集成化程度高、开关速度快,抗过载能力强,高可靠性等特点,在火箭发射中起到点火控制的关键作用。

厂研制人员代表

厂为火箭提供了18种箭上产品,包含4套箭上电缆网和14台箭上单机。其中,箭上利用控制器和地面测发控设备尤为重要,具备对火箭控制系统的配电、指令控制、模拟量采集、时串测量等功能,并实施最终点火和紧急关机控制,在火箭发射和飞行中具有十分重要的作用。

厂研制人员代表

探索浩瀚宇宙,发展航天事业、建设航天强国,是我们不懈追求的航天梦。在星辰大海的征途上,航天九院干部职工将坚持以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入学习贯彻党的二十大精神,勇攀航天电子科技高峰,踔厉奋发、勇毅前行,加快建设世界一流航天电子公司,为航天强国建设和世界一流军队建设作出更大贡献。

来源:九院各单位

编辑:胡旭蕊

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