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天问一号、液体火箭…… 快到工博会打卡这些航天利器

来源:新民晚报     记者:叶薇     作者:叶薇     编辑:杨玉红     2020-09-16 10:29 | |

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图说:工博会天问一号展示现场 新民晚报记者 叶薇 摄

  新民晚报讯(记者 叶薇)我国首次自主火星探测任务“天问一号”探测器于今年7月23日在长征五号遥四运载火箭的托举下成功发射并进入地火转移轨道。上海航天技术研究院承担本次火星探测任务中的环绕器总体设计与研制工作。在本届工博会上,观众可与环绕器模型亲密接触,向地月合影“摄影师”取经,感受“天问一号”的魅力。

  来一趟工博“奔火”之旅

  “截至9月15日0时,探测器的地火旅途已经持续了54天。在经历了发射、地月合影、第一次轨道修正后,火星探测器正以每天约40万公里的速度远离地球,目前距离地球约1672万公里,目前星上姿态稳定、与地球的通信正常、能源处于平衡状态。”展会现场,上海航天火星环绕器副总设计师朱新波介绍,到达火星是一个漫漫征程,风险依然存在。目前北京、上海每天都有飞控队员密切关注“天问一号”的运行情况。

  地火转移阶段,火星环绕器会受到太阳及太阳系八大行星引力的共同作用,尤其是以木星星系、土星等为代表的天体对环绕器带来的干扰力会在7个月的地火转移过程中对环绕器的飞行轨迹、速度产生并积累巨大影响。同时,火星环绕器飞行速度较大,并且长时间内处于无动力飞行,需要不断修正。由于探测器每天都在远离地球,通信时延也每天都在增大。截至15日0时,器地时延已达55.7秒,约是地月延时的1.27秒的44倍。如何在缺乏一手火星探测数据的前提下做足准备?上海航天技术研究院火星环绕器团队在方案设计、试验测试覆盖性上下足了功夫。

  “天问一号”的成功发射,一张地月合影的照片也迅速在互联网上引发热潮,而这张合影的“摄影师”也在工博会现身。上海航天控制技术研究所携光学导航敏感器参展,这是该产品在公众场合的首次亮相。控制所光学导航专家郑循江介绍:“光学导航敏感器的主要功能是‘天问一号’的‘眼睛’。‘天问一号’正是通过它看着火星并自主地飞向火星。如果没有它,探测器就像盲人一样,需要在他人的帮助指引下前往火星了。”

  当“天问一号”成功发射入轨后,技术人员首先通过控制“天问一号”的姿态,使光学导航敏感器指向地球,随后对姿态进行微调,将月球也放进了光学导航敏感器的视场,最终得到了珍贵的地月合影,光学导航敏感器的性能也同步得到了有效验证。

  新研液体火箭更智能

  由上海航天技术研究院抓总研制的商业中型液体火箭同样吸人眼球。火箭主要面向国内外商业卫星和有效载荷发射市场,提供更加经济、高效、方便快捷的发射服务支持,形成产业带动效益。火箭计划“十四五”期间择机首飞。

  商业中型液体火箭全长约59米,起飞推力约500吨,起飞重量约430吨。一二级均采用无毒无污染液氧煤油推进剂,整流罩可适应3.35米~5米不同直径范围。作为我国新研商业中型液体火箭,这款火箭太阳同步轨道能力不低于5吨,近地轨道能力不低于10吨,主要承担太阳同步轨道和近地轨道单星或多星组网发射任务,火箭运载效率国内领先,对提升我国当下商业火箭的发射能力有重要意义。

  火箭设置了“智能”健康诊断系统,并首次在国内火箭上应用牵制释放和主动段自主在线规划系统,让发射任务变得更加安全可靠。火箭点火起飞前,牵制释放系统先将其系留在发射台上,由健康诊断系统实时监测、诊断火箭及发动机工作状态,一旦发射工作出现检测异常,将自动执行紧急关机,从而保障卫星、火箭和发射场的安全。火箭起飞后,健康诊断系统仍能通过对采集的实时飞行信息进行监测,如发现故障后可进行隔离或紧急关机。同时,在线规划系统则快速生成并装订新的飞行轨道,确保任务的成功率。

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