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结棍!嘉定科技力量护航“太空快递”顺利送达

日期:2022年6月8日 14:19:15 文字 【 】【增加行距】【缩小行距】【加粗】【高亮】【还原 浏览:

6月5日10时44分,

神舟十四号载人飞船

在酒泉卫星发射中心点火发射,

将3名航天员送入太空,

中国空间站建造阶段

首次载人发射任务取得圆满成功。

飞船成功发射,

其中就有来自嘉定科研机构和企业的助力。

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据介绍,此次神舟十四号发射任务中,上海硅酸盐研究所研制的长寿命低比值无机热控涂层、耐高温隔热材料与组件、返回舱舷窗防烧蚀污染涂层、姿控发动机热防护材料、舱内通道照明和仪器仪表等多种载荷表面高辐射热控涂层、舷窗玻璃及光学涂层、消杂散光涂层、不锈钢灰色化学转换热控涂层、返回舱防热天线窗等十余种涂层与部件得到应用。同时,该所研制的高温压电陶瓷应用于此次长征二号F遥十四运载火箭遥测系统。

由于宇宙空间是一个极高真空环境,航天器与外部环境的热交换只有热辐射一种方式,当太阳直接照射到航天器表面,如果不加防护层,温度会很快升到100℃以上,而在太阳照射不到的区域,温度又会降到零下100℃以下。

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“简单地说,这些不同种类的涂层好比为神舟十四号载人飞船披上一层‘护甲’。”上海硅酸盐所所长宋力昕表示,“每个航天器上都有一套经过精密计算和设计的热控制系统,包含热控涂层、热防护材料以及热管等。不管外部环境变化多剧烈,这套系统都能使航天器内部维持在合适的温度范围,保证舱内航天员安全和仪器设备正常工作。”

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值得一提的是,在此次神舟十四号载人飞船上所使用的舷窗玻璃及光学涂层也是由上海硅酸盐研究所为其量身定制的。“这个玻璃除抗辐照、保温和高强度外,还耐高温。在飞船返回时,它周围的环境会达到1000℃以上,舷窗玻璃一旦破损航天员将有生命危险,这种材料我们都是特别研制的。”宋力昕说。

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舷窗玻璃

疫情期间,上海硅酸盐研究所在闭环管理下克服种种困难,确保有重要节点的科研攻关 “不断档”。宋力昕介绍:“为保证科研骨干能够及时返岗,嘉定区政府帮我们协调办理人员和车辆的‘特别通行证’。特别是生产用的特种气体存在断供风险,也帮我们协调气瓶的采购、运输,打通各个堵点。”

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在航空航天队伍里,上海硅酸盐所称得上给航天器“穿”上全方位“护甲”的行家里手。据介绍,上海硅酸盐所是国内最早开展特种无机热控涂层材料研究的单位,自我国第一颗人造卫星“东方红一号”用铝光亮阳极氧化无机热控涂层研制任务开始,承担了我国几乎所有型号航天器用特种无机热控涂层的研制和生产任务,多种涂层与材料解决“卡脖子”问题,先后完成60余种不同比值无机热控涂层材料的研发和自主可控制备,成功应用于风云系列卫星、载人航天工程、探月工程、北斗组网卫星、火星探测“天问一号”以及空间站等多项国家重大型号,是我国无机热控涂层材料与部件的重要研发基地。

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在此次任务中,上海航天电子有限公司(以下简称“航天电子”)为测控分系统配套了频率综合器,为总体电路分系统配套了轨道舱火工控制装置、推进舱火工控制装置、返回舱火工控制装置、返回舱适配器,为应急救援分系统配套了逃逸程控器,为推进分系统配套了推进管理器,为结构与机构分系统配套了舱门压点开关8种产品,共同为3名航天员的太空之旅保驾护航。

进入浩渺宇宙,飞船内的每个电子设备都有自己的“工作节拍”,频率综合器正是为它们提供信号基准的关键所在。“频率综合器好比是飞船的‘心脏’,如果它停止‘跳动’,其余9台设备就无法正常运转。”测控通信产品事业部频率综合器技术负责人吴蓉介绍,作为飞船上的关键单机,“可靠”是它最大的特点。

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对于航天工程来说,一丁点失误都有可能导致任务失败。据了解,频率综合器作为整个飞船的信号源,需要提前交付才能使其它单机进行系统联试。那么,如何在保证质量的同时兼顾速度呢?“为了保证研制进度,我们的产品在设计时也做到了通用化和组合化。同时,根据不同航天器的差异要求,我们在一些接口处等进行调整。从整体上说,经过系列化和组合化设计,确保按时交付、质量可靠。”吴蓉表示,自载人航天项目立项起,团队已交付20余台频率综合器,均稳定可靠。

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在此次任务中,同样发挥作用的还有火工控制装置。“作为飞船的关键单机,它就像是太空中的‘爆炸专家’,牵一发而动全身。”综合电子产品事业部火工产品主管设计师于博洋表示,火工控制装置负责整船火工品的引爆工作,比如星箭分离后的太阳帆板展开、天线解锁、阀类引爆等都离不开它。其中,飞船的太阳帆板展开,更是飞船是否发射成功的最直接的标志。

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火工控制装置作为“明星产品”,已成功经历数次航天任务的考验。多年来,各类单机看似没有太大变化,但其中却蕴含着无数探索与突破。

“火工控制装置单机全部由团队自主设计,一直在迭代升级研制,主要是单机上应用的进口元器件国产化,全面实现了自主可控。”于博洋表示,在研制过程中,最难的地方在于元器件更改论证工作,既要保证元器件质量和功能,又不能耽误研制进度,“为了器件更换后的可靠性、安全性和稳定性,我们做了大量的摸底试验和不计其数的测试验证工作,最终完成了元器件国产化替代的工作,为后续产品的研制奠定了坚实基础。”

据了解,航天电子公司是我国最早从事航天产品研制,集研究、设计、试制、生产以及环模试验为一体的航天高新技术企业之一,在我国自行研制和成功发射的所有卫星和飞船上,都装备有公司研制的仪器设备,为我国的航天事业、国防建设、国民经济发展做出了重要贡献。

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岁月流转,航天人始终如一地坚守飞天梦想。如今,他们再次“冲刺”。“团队今年要完成发射的产品均已交付,随时准备发射任务。后续的产品,我们也正在加紧研制当中,确保赶上载人航天系统工程的需要。”吴蓉表示。

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文字:李华成、杨育杰,视频:付天豪、张晓冬
编辑:卓明霞

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