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天舟一號:自主創新成就“中國奇!
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2017-07-12

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——我国拥有自主知識産權的首艘货运飞船与天宫二号空间实验室首次自动对接成功

太空加油、高压锂电、千兆光网、快速对接……这一系列吸引眼球的航天新技术,使我国拥有自主知識産權的首艘货运飞船天舟一号成为近日举世瞩目的“明星”。4月22日12时23分,天舟一号与在轨的天宫二号空间实验室成功实现首次自动交会对接,两大航天器以每秒近8千米的速度携手飞行,上演了一幕太空版的“冰上芭蕾”。

“这是我国自主创新创造的又一个中国奇迹,也向世界展现了‘中国创造’的新高度!北本┖娇蘸教齑笱Хㄑг航淌谒锕鹣蛑泄R産權报记者表示,天舟一号所代表的我国航天技术水平,体现了国家的创新实力。

核心技術亮點頻閃

两个飞行器在高速飞行中实现交会对接,要具备比“百步穿杨”更精准的功夫,这首先需要十分精确的测量和导航技术!凹す饫状锞褪翘熘垡缓诺摹劬Α丝吹酶罚颐亲灾鞔葱虏⑹状问褂昧四勘昃肥侗鸬刃录际酰佣刮颐羌す饫状锏墓ぷ髂芰Ρ裙馔喈b品增大了两倍以上,实现了高精度测量跟踪!备眉际跹蟹⒌ノ恢泄缱涌萍技殴荆ㄏ鲁浦泄缈疲├状锛际踝芄こ淌η憷樯埽录际跞繁?梢源佣喾轿弧⒋蠓段诜⒒蛹す饫状锏淖饔茫杆僮既返夭饬烤嗬搿⒔嵌鹊确尚胁问繁7纱芯级越。

“导航定位激光信息源是光学成像敏感器的关键组件,无论是在太空中漆黑环境中,还是在面对太阳强光直射时的高亮度情况下,它都能为精确定位服務!苯换岫越拥牧硪幌畎嗉ɡ牡己蕉ㄎ患す庑畔⒃醇际酰侵泄缈谱灾餮蟹⒌。参与研发的中国电科高级工程师刘志强介绍,以往我国的航天器对接都是人工对接,要训练很长时间才能掌握。此次自动对接精度要求达到毫米级,对研发是一个挑战,经过2000多次的试验,自主研发的第三代导航定位激光信息源産品才用到了天舟一号货运飞船上,主要技术指标达到了国际先进水平。

所謂太空加油,就是爲在軌運行的空間站補充推進燃料,至今只有俄羅斯嘗試過。由此,中國成爲世界上第二個應用該技術的國家!跋冗M的技術買不來,我們使用的這項技術,完全是自主研發的專利!敝袊教炜萍技瘓F公司主任設計師邱華勇說,爲天宮二號“加油”,主要是通過安裝在對接機構上的推進劑補加液路浮動斷接器來實現。油槍能否准確無誤地插入加油口,決定于對接的精度。由于兩個飛行器都在空中高速運行,爲了避免細微誤差,保證太空加油滴水不漏,我國自主研發的“浮動斷接器”專利發揮了關鍵作用,這一專利也打破了國外的技術封鎖,是首次在天舟一號上使用。

據介紹,13噸重的天舟一號與8噸多重的天宮二號的對接,驗證了我國諸多自主創新技術的可靠性。我國計劃2022年在太空建成駐人空間站,將會有從8噸到180噸的各種航天器以多種方式進行對接。此次天舟一號與天宮二號的自動對接成功,爲未來的空間站對接、運行奠定了技術基礎。

自主創新加快發展

从技术细节到技术综合能力,从零部件到飞船整体,我国首艘货运飞船天舟一号身上,不仅吸引着广泛关注的目光,而且也凝结着我国科研人员的智慧,更是一件汇聚自主知識産權的工匠精品。

電子控制系統猶如飛船的大腦和神經,而其中的兩款核心芯片就像“神經網絡”,隨時發出無數個數據命令,連接飛船各個“器官”間的數據通信,控制飛船完成各種高難度的動作!拔覀冏灾餮邪l的新型芯片,擁有20余件中國發明專利,在天舟一號上經受了太空惡劣環境的考驗!痹撔酒邪l單位中科芯集成電路股份有限公司(下稱中科芯公司)的一位工程師介紹,抗輻射是此類芯片用于航天器需要解決的一大難題。由于太空的輻射環境十分惡劣,芯片如果不能抵禦輻射,就會發出錯誤命令和數據,後果不堪設想。攻關期間,研發團隊每周加班加點,曆經兩年時間,先後四次修改技術方案,終于獲得成功。

新型芯片就像肌肉發達的“拳擊手”,能承受來自各個方向、距離、強度的輻射打擊而屹立不倒。

“我國自主研發的天舟一號貨運飛船,載貨比達到0.48,位居世界先進水平,天舟一號貨倉運載能力有6噸多,不僅可以執行‘天地快遞’任務,爲空間站輸送各類用品,也可以搭載進行科學實驗!敝袊教炜萍技瘓F公司有關負責人表示。

事實上,天舟一號的確搭載了多項科學實驗項目!按舜危覀冮_展的人骨髓間充質幹細胞研究項目已搭載天舟一號進入太空!闭憬髮W生命科學學院王金福教授表示,該實驗將探究太空微重力環境對幹細胞分化影響的原因,在世界上尚屬首次。在前期的研究中,王金福已經就相關研究方法提交了十余件中國專利申請,他率領的研發團隊的研究處于該領域的世界前沿。

天舟一号是目前我国拥有的体积最大、自重最重、载重能力最多的航天器,推送其升空的长征七号遥二运载火箭,也是目前我国拥有自主知識産權最大推力的运载火箭。从2011年至2016年,长征系列运载火箭共完成86次发射任务,将100多个航天器成功送入预定轨道,发射成功率达到97.67%,位居世界先进水平。

近年來,中國航天事業持續快速發展,自主創新能力顯著增強,已經跻身航天大國行列!笆濉逼陂g,我國將加強航天關鍵技術攻關和前沿技術研究,繼續實施載人航天、月球探測、北鬥衛星導航、新一代運載火箭等重大工程,努力建設航天強國。


“我国提出要全面建成航天强国,具备自主可控的创新发展能力、聚焦前沿的科学探索研究能力、强大持续的经济社会发展服務能力、有效可靠的国家安全保障能力、科学高效的现代治理能力、互利共赢的国际交流与合作能力,知識産權是重要的保障与支撑!彼锕鹑衔挥胁欢咸嵘教觳档闹R産權实力,才能建成先进的航天科技工业体系,为经济社会发展作出更多贡献。(知識産權报 记者 赵建国)

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