中国航天,迈入空间站时代
针对推进剂补加,天舟一号上还有个创新的设计。目前,国内空间飞行器只含有单一的推进系统,为飞行器提供动力。天舟一号货运飞船除含有满足常规推进功能的推进系统外,也有为空间实验室和空间站进行在轨补加推进剂的补加系统,而且两者是一体化设计。所谓一体化设计,就是推进系统与补加系统之间连接起来,在不影响各自独立功能的前提下,实现补加系统的推进剂可以供应推进系统的发动机工作,推进系统的推进剂可以用于补加,从而实现推进剂的最大利用。另外,在某个系统故障时,可以通过隔离及切换,确保推进和补加功能均可顺利完成。
首次推进剂在轨补加任务完成后,天舟一号货运飞船在后续阶段还将对天宫二号再进行两次在轨补加,让这一技术更加完善。
加完“油”后的清洁管路也是关键环节
“太空加油”还有个开关,就是补加驱动器。据专家介绍,补加驱动器是在轨补加任务中的关键单机,是智能的管路控制单元。它在接收到系统指令后,控制液体管路阀门的开关,同时调节流量、流速,保证推进剂补加过程安全进行。它其实是安装在天宫二号上的。
“与天宫二号相伴的大半年时光里,补加驱动器早已熟悉了太空中的各项工作和环境,并多次开展在轨试验验证,只等天宫二号与天舟一号交会对接后大展拳脚。”中国航天科技集团八院对接机构控制子系统副主任设计师丁承华说。
加完了“油”,还要清洁管路即管路吹除,这也是“太空加油”的一个关键环节。
航天专家介绍,在货运飞船完成对空间实验室的推进剂补加后,为保持管路清洁以便可以进行后续多次补加,要对补加管路里的推进剂进行吹除,同时吹除过程中尽可能不污染飞行器表面。为了在太空真空环境下吹除液体推进剂,两个研制团队一起先后进行了多轮推进剂吹除试验,确定了吹除方案,在地面验证后可用于在轨补加后的推进剂吹除。
管路吹除也是在地面飞行控制技术人员“指挥”着航天器来完成,任务中,阀门打开顺序、时间间隔都必须分毫不差,否则就可能造成推进剂冻结,堵塞补加管路。
“我们的推进剂补加流程动态规划技术能够很好地解决这个问题,确保了补加过程顺利进行。”姜萍说。(记者余建斌 刘诗瑶)