助力“夢天”!這些高校,立功!

2022年10月31日15時37分,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在文昌航天發射場成功發射升空!

此次發射的夢天實驗艙,作爲中國空間站的第二個實驗艙,將與天和核心艙交會對接並完成轉位。中國空間站將形成三艙“T”字基本構型,迎來新的建設里程碑。

“夢天試驗艙的研製,凝聚了我國許多科研人員的心血。據不完全統計,目前已有哈爾濱工業大學、北京航空航天大學、北京理工大學、國防科技大學、重慶大學等高校,亮出了自己在“夢天”研製及發射過程中的貢獻“成績單”。

哈爾濱工業大學

據哈爾濱工業大學官方微信公衆號,哈爾濱工業大學共有多個研究成果成功應用於夢天實驗艙。

其中,機電學院劉宏院士、謝宗武教授團隊和中科院長光所聯合研製的小機械臂目標適配器隨夢天實驗艙將對接中國空間站,用於實現小機械臂在夢天實驗艙上的自由爬行和載荷操作。

由電信學院圖象信息技術與工程研究所朱兵副研究員、李金宗教授、李鼕鼕工程師等研製的用於視覺導航的標誌燈安裝在夢天實驗艙上。

機電學院張廣玉教授、李隆球教授團隊針對空間站轉位機構負載質量大、慣量大、地面模擬摩擦高等難題,研製了可變組合式超大慣量、低摩擦變溫場轉位機構性能地面模擬測試系統,保障了轉位機構在空間站工作的可靠性與穩定性,將助力夢天實驗艙轉位。

爲了應對空間碎片威脅,航天學院龐寶君教授團隊與北京空間飛行器總體設計部,聯合開發了專門針對夢天實驗艙結構特點的空間碎片撞擊感知技術,並將其應用於夢天實驗艙結構健康監測子系統的空間碎片撞擊監測模塊。該技術能夠對空間碎片撞擊事件進行實時感知、判別並定位,爲航天員和地面控制人員及時採取應對措施提供依據,保護空間站和航天員安全。

機電學院姜洪源教授團隊研製的金屬橡膠阻尼環繼助力天和核心艙和問天實驗艙發射後,再次成功應用於長征五號B遙四運載火箭發射任務,助力夢天實驗艙發射圓滿成功,爲我國空間站建設貢獻了哈工大智慧。

殘餘應力是形位失控的主要原因,是阻礙大型構件研製的關鍵因素。材料學院輕合金與納米功能材料課題組長期開展殘餘應力控制技術研究,形成了大型構件仿真預測與全過程控制技術團隊,研究成果應用於空間站、嫦娥五號探月着陸器等航天裝備核心構件,爲重大工程裝備研製作出了重要貢獻。相關研製單位特別發來感謝信,充分肯定該技術在殘餘應力演化預測與控制、降低質量風險方面的顯著效果。

此外,航天學院馬廣程團隊參與研製的空間站GNC地面驗證系統,實現了空間站組合體制和轉位控制的方案驗證,爲空間站在軌成功應用奠定了基礎。

北京航空航天大學

爲保障“夢天實驗艙”任務,在校內,多支北航科研團隊攻堅克難,銳意進取。

宇航學院蔡國飆教授團隊,自2013年起就承擔了天宮空間站夢天實驗艙羽流力、熱和污染效應評估任務,針對夢天實驗艙方案/初樣/正樣三個階段的姿軌控發動機羽流氣動力、氣動熱和污染效應,開展了35個工況的數值模擬研究,發現羽流對某位置全展開太陽能帆板產生大的羽流氣動力熱,對某暴露載荷熱效應超限,總體據此進行了在軌點火策略優化和佈局優化。

宇航學院孔文俊教授團隊,將在夢天艙燃燒科學實驗櫃中主持開展空間站建造期項目“微重力下小尺度弱強度湍流燃燒研究”。 項目研究內容聚焦燃燒科學的難點、燃燒技術的瓶頸,具有重要的理論意義和工程實用價值。

北京理工大學

此次夢天艙發射,搭載了來自北理工的“地外居留艙微生物檢測模塊”,這個模塊將在空間條件下對微生物實施在軌檢測、高通量培養和空間站微生物檢測。

此外,北理工團隊參與了夢天艙外艙門導軌支架的研製工作,聯合航天五院總體設計部,利用增材製造三維點陣結構設計與評價技術,爲艙門導軌支架的超輕量化設計和空間服役安全性評價提供了關鍵技術保障。

而爲了保證長征五號B遙四運載火箭火焰導排順暢,北理工科研團隊參與研製的關鍵技術,大幅度降低了燃氣射流核心區長度,有效降低了燃氣流對運載火箭的影響,該技術在文昌發射場導流槽工程中得到了廣泛應用,爲中國火箭“編織”新一代“火焰尾翼”。

爲了保證直播圖像的順利呈現,北理工科研團隊開發的高效視頻編解碼技術爲箭體圖像直播提供了技術支持,該技術自2005年首次應用於長征火箭以來,持續爲航天發射提供技術支持和服務,將火箭飛行動態的珍貴圖像實時傳回地面。

在對接過程中,北理工研製的交會對接微波雷達信號處理機和微波應答機信號處理機發揮作用,爲空間交會對接任務提供了重要的相對定位測量信息。

國防科技大學

“夢天”航天艙成功發射升空,國防科大理學院、智能科學學院、空天科學學院均有團隊參與相關研製。

國防科技大學作爲核心單位參與研製的世界首臺空間冷原子光鍾子系統進駐中國空間站。完成這一項目的是國防科大理學院研究員鄒宏新帶領的某團隊,他們承擔了空間冷原子光鍾子系統裡所有11臺套激光器光鍾電控及核心軟件、系統集成和結構設計。

夢天實驗艙在天宮二號空間冷原子鐘的基礎上,建立了世界上第一套由氫鍾、銣鍾、光鍾組成的空間冷原子鐘組,構成在太空中頻率穩定度和準確度最高的時間頻率系統。要將如此高精度的時間頻率基準傳遞到地面,就需要一把“星地標尺”。國防科大智能科學學院教授楊俊帶領的某團隊提出並實現的微波時頻傳遞鏈路,就提供了這樣一把“標尺”。

團隊孟志軍副研究員創造性地設計出了微波時頻傳遞系統精密測量與通信總體技術方案,系統性解決了星地高動態、大尺度條件下超高精度時頻傳遞難題,根據地面模飛實驗結果,時頻傳遞精度優於0.2ps,達到國際先進水平。 這一技術成果對於現代物理學、天文學以及計量科學等學科具有重要科學意義, 在全球授時、精密導航定位 、地球物理等研究領域 具有重要應用價值。

國防科大空天科學學院某團隊副教授張進研製的交會機動規劃軟件,用於空間站夢天實驗艙交會遠距離導引段的標稱與應急方案設計,以及實際飛行控制參數計算與複覈。課題組博士生楊路易應邀在北京飛控中心進行了飛行控制任務的保障。針對此次任務,課題組對規劃算法進行了進一步升級,以適應入軌點緯度較低、推重比較小、應急方案工況更復雜等特點。

重慶大學

夢天實驗艙在預定軌道上完成姿態調整和系統調試後,其太陽能電池翼的阿爾法對日定向驅動機構將投入使用。10月31日,重慶大學消息,該阿爾法機構採用的對構齒輪傳動由重慶大學機械傳動國家重點實驗室自主研發。

據悉,夢天實驗艙採用的是曲線與曲面的對構齒輪。這是一種新型齒輪傳動,其突出的誤差適應能力和較高的承載能力,能夠滿足太空極端高低溫交替變化對阿爾法機構提出的超大空間尺寸形變、高可靠、長壽命等嚴苛要求。

來源:青塔綜合。