神十成功發(fā)射 聚焦航天自動化技術(shù)

      導讀：當代航天工程是一項非常龐大系統(tǒng)工程，需要計算、電子、控制等領(lǐng)域都要有上佳的表現(xiàn)才能勝任這一系列的工作。神舟十號飛船發(fā)射圓滿成功，此次太空對接分兩次執(zhí)行，一次為自動化對接，一次為航天員手動對接。作為自動化專業(yè)人士，我們關(guān)心更多的是自動化對接。
　　
　　神舟十號飛船發(fā)射圓滿成功，意味著從這一刻起，我國載人航天的重點將由載人飛船轉(zhuǎn)向建造空間實驗室和未來空間站。神十成為通向我國未來空間站計劃的重要里程碑。神十的發(fā)射直播中，在其太陽能帆板展開時，我們可以清楚的聽到技術(shù)人員報出帆板指令發(fā)出，然后從飛船外部監(jiān)控探頭清晰看到帆板迅速展開，再次印證地面指令與飛船自動化之間的關(guān)系。在此次神舟十號十五天的在軌運行中，還將與天宮一號進行交匯對接廈門宇電溫控儀www.oqjbfed.cn/，這是繼神九之后的再一次對接任務(wù)。
　　
　　從神舟五號到神舟九號任務(wù)，都是為了驗證飛船自身的技術(shù)，神舟九號突破并掌握了載人交會對接技術(shù)，具備作為空間站的天地往返載人運輸系統(tǒng)的能力。目前，神舟十號飛船的任務(wù)不再是試驗，而是將執(zhí)行“太空班車”任務(wù)，為空間站提供人員和物資運輸保障等。這意味著中國將擁有一個可以實際應(yīng)用的天地往返運輸系統(tǒng)，這是中國航天科技的又一重大突破。
　　
　　當代航天工程是一項非常龐大系統(tǒng)工程，需要計算、電子、控制宇電PID調(diào)節(jié)儀www.oqjbfed.cn/等領(lǐng)域都要有上佳的表現(xiàn)才能勝任這一系列的工作。整個航天工具的運行中，自動化控制一直占據(jù)項目主流，通過它來實現(xiàn)航天器的平穩(wěn)運行。未來隨著眾多基礎(chǔ)科技的不斷突破，自動化不管是在我們的科研探素還是工業(yè)生產(chǎn)中都將是重點發(fā)展方向。
　　
　　此次太空對接分兩次執(zhí)行，一次為自動化對接，一次為航天員手動對接。作為自動化行業(yè)人士，我們關(guān)心更多的是自動化對接。天宮一號的對接機構(gòu)共有118個傳感器進行測量，5個控制器接發(fā)指令，上千個齒輪軸承進行力和運動的傳遞，通過14個電機和電磁拖動機構(gòu)進行動作，數(shù)以萬計的零件和緊固件組成復(fù)雜的、機電一體化的周邊式對接機構(gòu)，中間留有直徑800毫米的人孔通道。這種活動部件多、傳動鏈長、精度高精度溫度計www.oqjbfed.cn/要求高的產(chǎn)品，必須有系統(tǒng)集成的工程化設(shè)計才能完成。
　　
　　同時，在整體對接過程中核心部分必是自動化控制。不管現(xiàn)在還是以后雖然會進行手動對接，但是手動只是在惡劣太空環(huán)境下導致空間設(shè)備軟硬件故障之時才會采取的備用措施，大多數(shù)正常情況下，自動化控制才是主流。
　　
　　中國將開始研究太空快速對接技術(shù)
　　
　　兩個航天器在太空進行交會對接是一項相當復(fù)雜的技術(shù),這也是蘇聯(lián)/俄羅斯、美國和中國把它放在航天員太空出艙活動之后,再通過多次發(fā)射來攻克它的重要原因。蘇聯(lián)/俄羅斯的航天器從20世紀60年代就突破了空間交會對接技術(shù),但在2010年還是出現(xiàn)了空間交會對接故障。中國將在2012年前實現(xiàn)航天員出倉活動以及航天器在太空對接技術(shù)的突破，這兩項關(guān)鍵技術(shù)將為未來組建空間站甚至登月積累技術(shù)基礎(chǔ)。
　　
　　中國載人航天工程辦公室副主任武平稱，早在上世紀六十年代美蘇就以快速模式多次進行交會對接，俄羅斯成功實施了三次快速交會對接，今年上半年聯(lián)盟載人飛船一次是三月一次是五月兩次與空間站實施快速交會對接，可以說實現(xiàn)快速對接對于空間救援特殊要求的貨運運輸任務(wù)都是很有意義的，但是快速對接也對追蹤飛行器的測控系統(tǒng)航天員適應(yīng)能力提出了更高的要求，同時也對發(fā)射窗口的選擇開了很多約束條件。此次的神十任務(wù)仍然采用神八神九一樣的模式兩天對接。后續(xù)將根據(jù)中國空間站建設(shè)需要，開展快速對接技廈門宇電無紙記錄儀www.oqjbfed.cn/術(shù)的研究應(yīng)用。
　　
　　中國將研究快速對接技術(shù)。今年上半年俄羅斯“聯(lián)盟”飛船先后3次與空間站實施快速交會對接。使用快速對接模式有兩個好處：一是宇航員在出現(xiàn)失重感時已經(jīng)快要抵達目的地，這使飛行變得更加舒適;二是可以將科研用品，特別是生物制劑盡快送到空間站，這對某些實驗來說非常重要。一名前往國際空間站工作的俄羅斯航天員稱，鑒于抵達時間大大縮短，可以考慮把冰淇淋帶到空間站上吃。但快速對接也對追蹤飛行器的測控系統(tǒng)提出更高要求，同時對發(fā)射窗口的選擇增加了很多約束條件，這次神十任務(wù)仍然采用神八、神九一樣的模式，花費兩天對接，但后續(xù)將根據(jù)中國空間站建設(shè)需要，開展快速對接技術(shù)的研究應(yīng)用。
　　
　　中國未來空間站2020年將完成組建
　　
　　根據(jù)我國載人航天“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略，**步，掌握載人航天技術(shù)，使我國成為世界上第三個能夠獨立研制、成功發(fā)射和順利回收載人航天器的國家。**步，突破航天員出艙活動與飛行器空間交會對接的關(guān)鍵技術(shù)，實施空間實驗室工程。第三步，2015年以后建造20噸級的空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
　　
　　神舟十號任務(wù)還處于**步當中。據(jù)介紹，現(xiàn)在交會對接任務(wù)如此重，因為它是將來空間站建造必須掌握的技術(shù)。因為沒有任何一個火箭可以一次性把空間站打上去，即使能行，效率也不高，未來空間站的多個艙都是在在軌組裝基礎(chǔ)上完成建造的。根據(jù)規(guī)劃，2015年前，我國將再陸續(xù)發(fā)射天宮二號智能調(diào)節(jié)器www.oqjbfed.cn/、天宮三號兩個空間實驗室，中國空間站工程將在2020年前后完成組建、建造。
　　
　　空間站將實現(xiàn)廢氣廢液要循環(huán)利用
　　
　　載人航天工程廈門宇電巡檢儀www.oqjbfed.cn/總設(shè)計師周建平此前接受采訪時介紹，空間站是一個很復(fù)雜的航天器，空間站有三個艙段，要運行十年的壽命，技術(shù)上的挑戰(zhàn)相當大?？臻g站需要有效的補給，代價非常高，因此需要采用再生的方式，追求*高效的可循環(huán)的途徑。比如人在生活過程中產(chǎn)生的廢氣、廢液都要能夠處理，循環(huán)利用，盡量減少地面補給。
　　
　　據(jù)介紹，驗證了這些關(guān)鍵技術(shù)以后，我國會首先發(fā)射空間站的核心艙，所謂核心艙，它能夠提供空間站的控制、供電，包括環(huán)境控制、生命保障，數(shù)據(jù)管理宇電流量積算儀www.oqjbfed.cn/等等。作為控制**來管理整個空間站。然后再相繼發(fā)射兩個實驗艙，這三個艙是20噸級的艙，在太空近地軌道上對這三個艙進行對接組裝，*后構(gòu)成一個丁字形、T字形的空間站。
　　
　　空間站建成以后，一方面是具有航天大國或者強國的象征性意義，另一方面，從經(jīng)濟上、整個科學研究上也要賦予其獨特的性能，使其物有所值?？臻g站建成后，駐站人員的交替、實驗設(shè)備的更換和所需物資包括生活用品的供給，都將由神舟號系列飛船承擔。
　　
　　在1984年的一次太空探索中，發(fā)現(xiàn)號航天器的廢水通風系統(tǒng)失靈，導致航天器外形成一個非常大的尿液冰柱。意識到冰柱會在返航時破裂，并損壞航天器上的隔熱層，宇航員只得用飛船機器臂將其打碎。航天器的隔熱層保住了，但宇航員不得不關(guān)閉尿液收集系統(tǒng)電爐控制柜www.oqjbfed.cn/。這場危機雖然得以避免，但宇航員們在這個6天任務(wù)的剩余時間里，再也沒有廁所可用。