“西安科技”助力天舟一号飞天赴约

                            《文汇报》2017年4月23日第2版

     20日，长征七号运载火箭托举天舟一号货运飞船一飞冲天，在万众瞩目中飞入苍穹。在此次“天舟”赴“天宫”之约中，“西安科技”“西安制造”“西安智力”立下了汗马功劳。

    天舟一号升空后，由航天科技集团五院西安分院研制的中继终端第一时间开机，随后与太空中的4颗中继卫星实现“太空握手”，搭建天舟一号中继终端——中继卫星——地面的“太空天路”，实现了地面对天舟一号的“远程驾驶”。中继终端和4颗中继卫星的载荷产品，全部由航天五院西安分院承担研制。

    据西安分院中继终端负责人余晓川介绍，科研人员将以此天基测控体制为主，对天舟一号实施在轨飞行控制，通过地面遥测遥控方式，对飞船姿态进行控制，并与地面建立通信联系。他说，中继终端就好像人的神经系统，通过与中继卫星的联系，来帮助处理所有的指令。在随后的飞行过程中，天舟一号中继终端还将通过“太空天路”与天宫二号完成两次交会对接任务，并为天宫二号进行“太空加油”。以其中的交会对接任务为例，通过中继终端所搭建的天基测控通信系统，科研人员可以同时实现对天舟一号和天宫二号的“远程驾驶”，实现同时测控、同时进行高速数据传输，所建立的星间链路可以实时向地面传输交会对接画面。此外，天舟一号的多项试验验证任务的所有命令，都通过中继终端发送的遥控和遥测指令来实现。

    搭建太空天路，实现“远程驾驶”，听起来简单，但实现起来不仅需要跨越393公里，还必须在不到一小时内快速搭建完成，更要确保全程稳定运行，系统复杂性可想而知。航天科技五院西安分院研究人员在天宫二号中继终端产品设计和工作原理的基础上，重新设计、研制了系统产品，系统所配置的9个软件均为新研软件。

    此次天舟一号将对天宫二号实施3次推进剂在轨补加(即“太空加油”)，这项高难度技术正是由位于西安的航天科技集团六院攻关完成的。

    推进剂在轨补加技术，是空间站实现长期驻留的必要条件，目前国际上掌握这项技术的只有俄罗斯、美国等少数国家，其中实现在轨加注应用的只有俄罗斯。此次我国在推进剂太空在轨补加一系列核心关键技术研制上获得重大技术突破，中国人“太空加油”的梦想成真。

    这项技术完全由航天科技集团六院独立自主研制，实现了我国空间推进领域的又一次技术跨越。据航天科技集团六院801所载人飞船和空间站实验室主任设计师刘建盈介绍，在太空完全失重的环境下，“加油”完全要靠气体压力的调节将推进剂压出来。由于飞行器推进剂燃烧后会产生大量的气体，这些气体占据了储箱的空间，想再往里“加油”就要把气体抽回气瓶中。为此，研发团队专门研制了“压气机”，压气机的作用，就是在“太空加油”之前，把原来储箱里面的气先抽出来，相当于把油箱先腾空。在天舟一号与其对接后，通过两个航天器之间产生的气体压力，把推进剂从天舟一号上源源不断输送到天宫二号上。

    航天科技集团六院此次还为天舟一号搭建了太空“神梯”。航天六院科研生产部副部长高新辉说，这次飞行发射，航天六院共研制交付大小46台发动机，既有为长征七号提供推力的10台两种推力类型的新型绿色环保液氧煤油发动机，也有飞船上36台各类发动机　(有25N、120N、150N、490N四种不同推力量级)。

    据该院801所载人飞船和空间站实验室主任设计师刘建盈介绍，这些发动机的分工不同，其中25N、150N发动机负责帮助天舟一号调整姿态，490N发动机主要控制其在轨运行，而120N发动机负责交会对接。通过它们的默契配合，力保天舟一号在轨飞行和交会对接时，能够实现“俯仰有度，动静自如”。

    箭载计算机被称为火箭的强健“大脑”。位于西安的航天九院771所为执行第二次飞行任务的长征七号火箭配套了9种产品，为天舟一号货运飞船配套了1种整机产品、14种电路产品和18个软件产品。箭载计算机能够有条不紊地完成箭体参数录取、飞行轨道计算、飞行轨迹误差修正以及控制指令输出等多项复杂的控制任务，指挥火箭正常飞行。此次，长征七号实现了指令级同步技术，可以将“大脑”发出的指令之间的误差由原本的微秒级降低至纳秒级，实现“大脑”更加精准的控制。

    由该所研制的数管分系统中央单元是整个天舟一号货运飞船的“大脑”。只有中央单元正常运转，才能精确控制天舟一号与天宫二号空间实验室交会对接、推进剂在轨补加，为开展空间科学实验和技术试验等工作提供可靠保障。在飞船飞行、停靠期间，中央单元紧张地忙碌，负责完成对整个飞船数管分系统设备的控制、管理，同时对其他分系统设备间的命令和数据传送进行控制。

    飞船舱体密封系统是航天飞船、空间站等舱体结构密封的重要系统部件，对隔离舱体与外层空间、支撑舱内环境起着至关重要的作用。位于西安的航天科技集团公司四院42所，继天宫二号之后，为天舟一号量身定做了全套结构密封系统，为其奔赴天宫二号之约提供安全保障。

                                                  文汇报驻陕记者　韩 宏 通讯员　关 颖

 太空牵手

 《文汇报》2017年4月23日第2版

    22日12时23分，天舟一号与天宫二号顺利完成自动交会对接。这是天舟一号与天宫二号进行的首次自动交会对接，也是我国自主研制的货运飞船与空间实验室的首次交会对接。

上海航天为天舟一号研制的“太空神器”知多少

《新华每日电讯》2017年4月22日第3版

　　在成功发射的天舟一号货运飞船上,中国航天科技集团公司上海航天技术研究院承担了对接机构分系统、电源分系统、测控与通信子系统及推进舱结构与总装、总体电路推进舱电缆网等任务,研制了多种“太空神器”助推天舟一号叩问天宫。

　　它们的使命是：从货运飞船发射前的待发段转内电开始为整船供电,在轨段在飞船进入阴影区时,提供整船所需的全部电能；在光照区储存能,在太阳能不能满足整船能量需求时,蓄电池放电补充负载的供电需求。

　　天舟一号的充电控制系统被称为“最强电源控制大脑”。为增强充电控制可靠性,设计人员采用“主备份软件限压充电控制为主、硬件电压控制为辅”的双冗余设计,电池单体和电池组同时参与控制。

　　作为目前我国体积最大、重量最重的航天器,天舟一号飞船的载货比达到0.48,超越欧洲、日本等国的现役货运飞船,运载能力跻身世界前列。与以往的神舟飞船推进舱相比,天舟一号首次全新设计了两层独立的推进剂贮箱,舱内的推进主模块由原来的一层变成了两层,推进模块贮箱数量由原来的4个增加为8个。