穿“護(hù)甲”披“隔熱衣”!中科院硬科技助神十四飛天
中國(guó)青年報(bào)客戶端北京6月5日電(中青報(bào)·中青網(wǎng)記者 邱晨輝)據(jù)中國(guó)載人航天工程辦公室消息,神舟十四號(hào)載人飛船采用自主快速交會(huì)對(duì)接模式,經(jīng)過(guò)6次自主變軌,于北京時(shí)間2022年6月5日17時(shí)42分,成功對(duì)接于天和核心艙徑向端口。這背后,中科院上海分院多項(xiàng)硬科技成果應(yīng)用于此,助力任務(wù)成功。
為航天器穿上“護(hù)甲”
宇宙空間是真空環(huán)境,航天器與外部環(huán)境的熱交換只有熱輻射一種方式。當(dāng)太陽(yáng)直接照射到航天器表面,如果沒(méi)有防護(hù)層,溫度會(huì)很快升到100攝氏度以上,而在太陽(yáng)照射不到的區(qū)域,溫度又會(huì)降到零下100攝氏度以下。
因此,航天器上都有一套經(jīng)過(guò)精密計(jì)算、設(shè)計(jì)的熱控制系統(tǒng),包含熱控涂層、熱防護(hù)材料以及熱管等。不管外部環(huán)境變化多劇烈,這套系統(tǒng)都能使航天器內(nèi)部維持在合適的溫度,保證艙內(nèi)航天員安全和儀器設(shè)備正常工作。
此次神舟十四號(hào)任務(wù)中,中科院上海硅酸鹽研究所研制的長(zhǎng)壽命低比值無(wú)機(jī)熱控涂層、耐高溫隔熱材料與組件、返回艙舷窗防燒蝕污染涂層、姿控發(fā)動(dòng)機(jī)熱防護(hù)材料、艙內(nèi)通道照明和儀器儀表等多種載荷表面高輻射熱控涂層、舷窗玻璃及光學(xué)涂層、消雜散光涂層、不銹鋼灰色化學(xué)轉(zhuǎn)換熱控涂層、返回艙防熱天線窗等十余種涂層與部件得到應(yīng)用。
為航天器外表面研制“隔熱衣”
航天器在太空工作的空間熱環(huán)境非常極端。航天器進(jìn)入軌道后,處于地球大氣層以外的超高真空空間環(huán)境,朝向太陽(yáng)的表面溫度非常高,而背向太陽(yáng)的表面則非常低。
航天器設(shè)計(jì)師常通過(guò)在航天器外表面使用不同的太陽(yáng)吸收率和熱輻射率的涂層來(lái)調(diào)節(jié)其熱平衡溫度,以保證其在合適的使用溫度內(nèi)工作。中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所是我國(guó)系統(tǒng)研制有機(jī)溫控涂層的唯一單位。
有機(jī)溫控涂層研制組是20世紀(jì)60年代為滿足我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”研制而成立的。幾十年來(lái),幾代研制組科研人員克服了大量技術(shù)和裝備上的困難,團(tuán)結(jié)協(xié)作,刻苦攻關(guān),研制出幾十種不同用途的有機(jī)溫控涂層,應(yīng)用于我國(guó)已發(fā)射和在研的各類衛(wèi)星和航天器型號(hào)上。在此次任務(wù)中,中科院上海有機(jī)化學(xué)研究所研制的有機(jī)溫控涂層、導(dǎo)航用陀螺油助力神舟十四成功發(fā)射。
智慧之光助力太空“照明”
此次任務(wù)中,中科院上海技術(shù)物理研究所承擔(dān)研制交會(huì)對(duì)接燈a/b、軌道艙照明燈和返回艙照明燈等4臺(tái)光電產(chǎn)品。
其中,交會(huì)對(duì)接燈配置在載人運(yùn)輸飛船艙外,在交會(huì)對(duì)接過(guò)程中為GNC分系統(tǒng)(飛船的制導(dǎo)、導(dǎo)航與控制分系統(tǒng))的TV攝像機(jī)拍攝提供照明。軌道艙照明燈和返回艙照明燈為航天員在艙內(nèi)工作生活提供照明。
LED照明產(chǎn)品相比于傳統(tǒng)照明產(chǎn)品,具有壽命長(zhǎng)、體積小、效率高、抗震性能佳、響應(yīng)速率快、驅(qū)動(dòng)電壓低等優(yōu)點(diǎn),是太空照明的理想方案。中國(guó)科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所先后為“神舟七號(hào)”到“神舟十三號(hào)”,以及“天宮一號(hào)”“天宮二號(hào)”“天舟一號(hào)”等研制空間LED照明系統(tǒng)。
其中,神舟七號(hào)載人飛船上用于航天員出艙行走以及太空?qǐng)D像拍攝的照明系統(tǒng),是世界上第一次使用LED光源作為載人航天器的照明系統(tǒng),也是我國(guó)首個(gè)用于太空艙外的照明系統(tǒng)。
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