江苏科技助力问天实验舱“问天之旅”

本文转自：新华日报

7月24日，搭载空间站问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭发射任务取得圆满成功。记者了解到，在此次问天实验舱发射任务中，我省多家科研院所科技成果保障了顺利发射。

位于我省的中国电科第55研究所配套保障共计35款数万余只（套）关键核心元器件，并作为中国电科空间站空间载荷的元器件分系统单位提供了全周期的元器件质量保证。“55所研制配套了以第三代半导体氮化镓功率放大器为主的多款微波芯片，以及模块组件、氮化镓场效应晶体管和绝缘子、二极管等产品，分别应用于本次发射任务的载荷系统、运载火箭系统、地面测控系统等。”该所相关负责人介绍，氮化镓功放芯片是载荷系统的关键核心元器件，首次在星载领域实现批量工程化应用。限幅低噪放芯片、多功能芯片和开关芯片等微波芯片，突破了窄带高效率等设计技术，可实现微波信号发射、接收等功能。

海南陵水清水湾附近一座山，名为三脚岭，来自我省的中国电科第14研究所雷达遥测综合测量系统就“扎根”在此。该系统主导承担火箭主动段外弹道轨迹测量任务，从点火的那一刻开始，就像一双“鹰眼”紧盯火箭的足迹。在任务中该系统通过“应答”方式对火箭进行精密跟踪，实时获得火箭的距离、方位、俯仰、速度等信息，同时接收遥测下行信号，实时解调火箭风行遥测数据，判断火箭飞行状态。

14所的船载测量雷达，是海外测量的重要装备和手段，它的作用就是弥补陆地测量时间不足、延长测量弧度，确保航天器的飞行路径在测量范围内。在本次问天发射任务中，测量团队研制了新一代船载测量雷达，安装有先进的姿态测量设备，可以在测量船摇摆的情况下，得到和地面一样高的测量精度，有力保障了火箭一二级分离、二级二次关机、器箭分离等关键动作，并对探测器实施入轨段初始定轨提供有效支撑。

在这次叩问苍穹的飞天之旅中，苏州高新区浒墅关企业旭博检测实验室参与了长征五号B遥三运载火箭核心部件的可靠性检测工作。“这是长征五号B遥三运载火箭第三次发射，它的可靠性指标在国际上处于领先水平，而火箭的可靠性，很大一部分得益于发射前严格且专业的可靠性测试。”旭博检测实验室总经理濮龙锋告诉记者，实验室团队完成了长征五号B遥三运载火箭推进机构和电源系统的可靠性测试。火箭推进机构相当于方向盘，“简单来说，就是通过在地面模拟力学环境，验证在太空强大振动环境下火箭是否能保持正常工作。”濮龙锋举了个例子：汽车如果开到200km/h，就会因受到各种力而引发强烈振动。而火箭速度每秒达7.9公里，在复杂的力学环境下，振动将成倍放大。因此针对火箭部件的测试标准极为严苛，测试工作直接关乎火箭在太空的稳定运行。自2017年承担长征系列火箭核心部件检测工作以来，旭博检测实验室精心检测了每一枚“神箭”，接下来，实验室将进一步拓展航天领域服务，或将为飞船重要部件提供测试服务。

南航自动化学院王莉教授领衔的“智能配电系统”团队面向空间站等载人航天任务，开展航天器智能并网控制及保护技术研究。针对空间站组合体复杂构型后各飞行器帆板遮挡引起的能源均衡配置和使用问题，建立控制模型，将固态功率控制器技术应用于空间站系统各智能配电器中，实现功率的通断控制和安全保护；采用智能并网控制技术实现空间站系统多飞行器之间能源系统并网供电，解决了能源的最优利用和统一调配问题。

南航材料科学与技术学院占小红教授团队参与了长征系列多型运载火箭贮箱焊接结构研制任务，开发了跨尺度一体化建模与仿真技术，形成火箭贮箱焊接应力与变形全局高精度调控策略，实现了5米级贮箱焊接变形小于千分之一，助力长五B运载火箭顺利发射。

南航材料科学与技术学院超级绝热复合材料课题组陈照峰教授、杨丽霞讲师开发的航天级轻质纳米真空绝热板，成功应用于我国问天实验舱低温实验保冷设备。团队历经6年，经过上百次实验，开发出超低导热长寿命轻质纳米真空绝热板。在相同保温效果下，真空绝热板厚度仅为传统保温材料的1/5至1/8，提高了飞船内空间利用效率，为飞船开展超低温试验提供了解决方案。

南航航天学院陈传志副教授领衔研发的定向装置油脂补加机构应用于我国问天实验舱的研制，该技术通过单驱多动纯机械联动润滑方案，解决定向装置传递链路复杂、摩擦大、误差累积致油膜厚度控制难的技术难题，实现了定向装置隔离域面的分区精准润滑。

此外，还有很多南航师生参与多项科研项目保障着空间站运行。比如航空学院文浩教授团队“空间结构在轨自主组装的动态控制”，余莉教授团队“降落伞气动减速技术研究”，姚卫星教授团队“空间站伸展机构疲劳评估与试验验证”，王志瑾教授团队“空间站柔性太阳翼设计”，自动化学院吴红飞教授团队“空间站大功率电源系统”，机电学院田威教授团队“核心舱复杂结构原位多机器人协同装配技术”，材料科学与技术学院丰俊东副教授团队“空间站工程航天医学实验项目”等课题。

□ 本报记者 张宣 杨频萍