7月24日，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙入軌以后，將助力百余噸重的中國(guó)空間站能“坐如鐘、行如風(fēng)”。
北京時(shí)間2022年7月24日14時(shí)22分，搭載問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征五號(hào)B遙三運(yùn)載火箭，在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火發(fā)射，發(fā)射取得圓滿(mǎn)成功。屠海超 攝
天舟四號(hào)曾為中國(guó)空間站帶去一個(gè)重100多公斤的控制力矩陀螺，此次問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙又?jǐn)y帶了4個(gè)這樣的“大家伙”。后續(xù)，航天員將把天舟四號(hào)攜帶的控制力矩陀螺安裝到問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上，多個(gè)控制力矩陀螺聯(lián)合使用，將使超過(guò)100噸的空間站的姿態(tài)控制能“坐如鐘、行如風(fēng)”。
中國(guó)空間站使用的是目前中國(guó)該類(lèi)產(chǎn)品中最大的1500牛米秒控制力矩陀螺，共需配備12臺(tái)，其中有6臺(tái)隨天和核心艙飛天，后續(xù)，天舟五號(hào)還會(huì)再“捎”一臺(tái)，后上天的6臺(tái)將集中安裝在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙。
中國(guó)控制力矩陀螺研制過(guò)程如果從1998年開(kāi)展預(yù)先研究算起，至2021年空間站任務(wù)中控制力矩陀螺首次在軌成功應(yīng)用，共經(jīng)歷了23年?？刂屏赝勇菰?jīng)是攔在中國(guó)航天人面前的一塊巨石。20世紀(jì)90年代，全球僅少數(shù)大國(guó)有能力研制控制力矩陀螺，且價(jià)格高昂。
中國(guó)第一臺(tái)飛天的是200牛米秒控制力矩陀螺，2011年隨天宮一號(hào)上天，其在軌應(yīng)用使中國(guó)成為國(guó)際上第三個(gè)掌握該技術(shù)的國(guó)家。
從天宮一號(hào)開(kāi)始，中國(guó)航天科技集團(tuán)五院面向不同大小的航天器應(yīng)用開(kāi)發(fā)了系列控制力矩陀螺產(chǎn)品，但和控制力矩陀螺在其它航天器上的應(yīng)用不同，空間站任務(wù)要求更高。
其他航天器控制力矩陀螺安裝在艙內(nèi)，工作環(huán)境較為單一，而空間站上的控制力矩陀螺需要同時(shí)適應(yīng)艙內(nèi)、艙外兩種工作環(huán)境。極大的溫差和真空度變化等給產(chǎn)品關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑和整機(jī)的散熱問(wèn)題帶來(lái)很大挑戰(zhàn)，特別是對(duì)于艙外200多度的溫差，研制人員必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的熱控設(shè)計(jì)，對(duì)于艙內(nèi)產(chǎn)品，研制人員開(kāi)展了減振降噪工作，以符合艙內(nèi)噪聲指標(biāo)要求。
作為復(fù)雜的空間機(jī)電類(lèi)產(chǎn)品，控制力矩陀螺工作環(huán)境惡劣、壽命要求長(zhǎng)，要求每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)連續(xù)工作多年，在軌發(fā)生故障的概率較大。為了保證空間站的壽命與可靠性，控制力矩陀螺需要具備在軌更換能力。
空間站任務(wù)把控制力矩陀螺在中國(guó)航天器上的使用提高到新高度。目前，中國(guó)單框架控制力矩陀螺產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)快速發(fā)展。天宮一號(hào)任務(wù)之后，航天科技集團(tuán)五院在數(shù)年時(shí)間里陸續(xù)研發(fā)出了動(dòng)量范圍覆蓋0.1牛米秒到1500牛米秒的產(chǎn)品，形成滿(mǎn)足中國(guó)各類(lèi)空間飛行器姿態(tài)機(jī)動(dòng)與姿態(tài)控制需求的全系列控制力矩陀螺產(chǎn)品型譜。
較第一代產(chǎn)品，新研制的控制力矩陀螺具有精度高、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，可滿(mǎn)足中國(guó)未來(lái)數(shù)年內(nèi)各類(lèi)空間飛行器的姿態(tài)控制要求。
“攔路虎”變成了技術(shù)高峰，系列產(chǎn)品的研制與應(yīng)用顯著提升了中國(guó)空間飛行器的姿態(tài)機(jī)動(dòng)與姿態(tài)穩(wěn)定控制能力，使衛(wèi)星看得更準(zhǔn)、更寬，也推動(dòng)了中國(guó)空間慣性執(zhí)行機(jī)構(gòu)的快速發(fā)展。(完)
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