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太空中怎樣“萬里穿針”? 訪飛船“大腦”設(shè)計者

2017-10-22 09:59:00
來源:中國新聞網(wǎng)
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  有這么群人,每每在屏幕前目睹我國太空飛船成功交會對接,除了歡呼雀躍外,還懷揣著一份光榮。這群人組成了中國航天科技集團公司五院502所飛船工程組,23年來,一直致力為我國太空飛船打造越來越強的“大腦”。

  記憶回到2011年11月3日,天宮一號和神舟八號上使用的光學(xué)成像敏感器上演了首次“太空之吻”,性能指標(biāo)達到世界前列,對接精度比設(shè)計要求高近10倍,標(biāo)志著我國首次掌握了空間交會對接GNC技術(shù)。

  GNC是制導(dǎo)導(dǎo)航與控制的英文縮寫。在飛船系統(tǒng)中,GNC負責(zé)飛船飛行全過程的姿態(tài)和軌道控制以及在軌太陽帆板控制。也就是說,飛船如何運動、如何返回是由GNC決定的。正因為此,有人將GNC比喻為飛船的眼睛和大腦。

  事實上,從神舟一號飛船到神舟四號飛船,GNC控制精度誤差都是10公里左右。神舟五號的實際著陸點與理論著陸點相差僅4.8公里。而在神舟八號飛船GNC分系統(tǒng)研制中,交會對接敏感器是最關(guān)鍵、也是最難啃的硬骨頭,而其中又以光學(xué)成像敏感器、激光雷達、微波雷達的研制最為艱辛。

  為了在地面驗證交會對接敏感器的性能,2007年-2011年,飛船工程組專門模擬交會對接軌跡和環(huán)境,先后奔赴阿拉善等地開展了多項試驗。

  精度的不斷革新,也為空間交會對接的效率提升創(chuàng)造了條件。

  作為我國首艘貨運飛船,2017年9月,天舟一號在經(jīng)歷了與天宮二號的兩次交會對接后,迎來了與天宮二號的首次快速交會對接,以往需要2-3天的交會對接全過程,此次僅用了6.5個小時。

  快速交會對接的核心和難點在于“快速”。飛船工程組需要在不打亂既定研發(fā)計劃的基礎(chǔ)上,用最短的時間、做最少的改動來滿足新任務(wù)要求。為此,他們1年內(nèi)升級了10個軟件版本,拿出了高精度、高可靠、符合工程約束的GNC系統(tǒng)方案。

  “從2012年8月-2014年5月,大都是晚上九、十點下班,Change系統(tǒng)上記錄了我們在初樣測試中發(fā)現(xiàn)的問題以及我們認為設(shè)計上需要改進的地方,有近200項。”負責(zé)貨運飛船GNC分系統(tǒng)測試的組員李明明說。

  工作中,每個班組成員心中都有一根關(guān)于“細致”的弦。例如,加電測試階段,他們負責(zé)的數(shù)據(jù)參數(shù)表有600多頁,需要關(guān)注的參數(shù)有3000多個。“每個參數(shù)的變化都有可能反映系統(tǒng)的特征表現(xiàn),即便暫時沒有表現(xiàn)出問題也要找出原因,防止一切可能出現(xiàn)的問題。”組員高偉如是說。

  在外界看來,飛船工程組是一支神秘的隊伍。事實上,中國航天科技集團公司五院502所飛船工程組是一支僅19人組成的團隊,有“夢之舟”班組之稱。正是他們的不斷探索、深度參與和推進,才有了我國在空間交會對接領(lǐng)域的突破。

  值得一提的是,這個不斷刷新紀錄的班組,還有獨創(chuàng)了一套“雁陣”人才培育模式。

  近年來,班組又衍生出“微雁陣”,成員呈動態(tài)化模式,根據(jù)型號各研制階段的任務(wù)不同,“領(lǐng)頭雁”由多位技術(shù)骨干更替輪換擔(dān)任,而作為后備力量的“前行雁”呈交替式動態(tài)“位移”,在型號研制各階段負責(zé)不同的工作。(種卿)

[責(zé)任編輯:張曉靜]
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