半岛聚焦丨揭秘!神舟十三号的“吃与行” 咱们青岛贡献了力量

2021-10-16 08:42 大众报业·半岛网阅读 (118038) 扫描到手机

一箭升空,光耀四方

10月16日0时23分

神舟十三号载人飞船

在酒泉卫星发射中心发射升空

夜色中

神舟十三号与明月同框

这一幕硬核又浪漫

无论是到达酒泉卫星发射基地附近

支起帐篷等神舟十三号发射的人们

还是隔着手机或电视屏幕

疯狂刷屏打卡的人们

大家一同见证祖国的强大

我们的心随着

神舟十三号的顺利升空一同沸腾

话题#一人一句祝福太空三人组#

上了微博热搜

“神舟”问天又出征

凝聚了无数航天人拼搏与梦想

同样有来自青岛的科研力量

发射回收搜索定位

先来认识一位老朋友,他们就是中国电子科技集团公司第二十二研究所(下称“中国电科22所”)。

上世纪90年代初,国家载人航天工程启动,中国电科22所921团队随之成立。30年来,921团队始终坚守“为航天器着陆回收提供科技支撑”的初心和使命,圆满完成神舟一号到神舟十二号载人航天发射保障任务,10月16日再次完成神舟十三号载人航天发射保障任务。

中电科22所921团队部分成员在神舟十三号载人飞船发射前于酒泉卫星发射中心合影

凌晨气温0℃,返回时唱主角

10月16日0时23分,长征二号F遥十三运载火箭搭载神舟十三号飞船,在酒泉卫星发射中心成功发射。

“看着神舟十三号顺利发射,我们的心情无比激动。”10月16日凌晨,中国电科22所高级工程师、22所载人航天工程任务团队负责人宋磊,第一时间向半岛全媒体记者分享了他的心情。虽然已经多次参与神舟飞船发射保障任务,神舟十三号飞船发射成功后,宋磊依然激动不已。

正值10月中旬,大漠戈壁凌晨气温已经在0℃左右,宋磊和团队成员从10月15日一大早,就一直守候在酒泉卫星发射中心东风基地回收待命区,进行着一系列前期准备工作,整个过程他们精神高度集中、严阵以待。

宋磊介绍,此次神舟十三号飞船发射中,中国电科22所承担的任务主要分为两个阶段。

第一个阶段就是发射阶段,飞船在上升段至准确入轨期间,一旦发生应急返回,布设于海上、陆上应急着陆区的搜索定向设备和人员,会在第一时间发现返回舱营救航天员。宋磊说,在此阶段希望他们的装备“备而不用,但必须常备不懈”,“因为这是确保航天员安全健康返回的最强保障”。

第二个阶段是六个月后,神舟十三号航天员完成所有在轨任务正常返回时,在东风主着陆场,中国电科22所研制的搜索定向装备就要唱主角,它们是名副其实的“千里眼”,能够在全天候、全天时条件下,快速捕获着陆返回舱,引导空中、地面力量迅速抵达着陆点进行处置。

“与此同时,我们还要随时应对航天员在轨运行时随时返回。”宋磊介绍道。

保障“连轴转”,假期守在战位

“今年是我国载人空间站建设元年,也是迄今为止22所承担载人航天工程任务最重的一年。”宋磊告诉记者,这种高频次的载人航天发射与回收任务,对参与的技术人员也是挑战和考验。

“9月17日,神舟十二号飞船返回,之后团队经过短短几天休整,就立马进入到神舟十三号飞船发射任务中。”宋磊说,“在执行神舟十二号飞船返回任务时,我们已经知道10月中旬要进行神舟十三号飞船发射,大家的心情可以说是既紧张又兴奋,航天任务多是对我们团队的考验,同时,航天任务多也是我们国家航天事业快速发展的体现。”

神舟十二号飞船返回任务之后不久,宋磊和团队就开始为神舟十三号飞船发射作准备,进行设备调试、维护,经常到野外、海上等搜救区域进行演练,“团队的许多成员,都是在战位上过的国庆假期。”

宋磊告诉记者,为保障搜救设备的性能,在发射前的几天时间里,团队成员会对每一台参试设备进行巡视检查,不放过每一个细节,仔细检查测试设备各项指标,保证设备能够在任务期间正常工作。

“中电科22所此次的参试装备数量、新研装备数量、保障点位数量均达到历史极值,并派出12人的保障团队,分布在各个搜救点,全天待命。”宋磊说,为确保任务顺利完成,中国电科22所应急保障演练工作早已提前完成,并拥有一套严格完备的应急方案预案,为航天员顺利着陆提供坚强保障。

三位一体搜救,被誉为“眼睛”

宋磊所在的921团队,是中国电科22所一个有着辉煌成就和光荣历史的团队。上世纪90年代初,国家载人航天工程启动,这个团队随之成立,自成立起便以工程代号“921”命名。

30年来,921团队始终坚守“为航天器着陆回收提供科技支撑”的初心和使命,几代人接续奋斗,创造我国航天器着陆回收史上多个第一:第一台“车载定向仪”、第一台“船载定向仪”、第一台“机载定向仪”。

伴随着一代代航天人的不断付出,中国电科22所在“为航天器着陆回收提供科技支撑”这一领域不断完成技术突破,先后研制出“天地通”短波通信系统,船载短波/超短波定向仪、机载定向仪、机载指挥平台和模拟双频信标机等返回搜救设备,形成海陆空三位一体搜救手段,被誉为搜救飞船的“眼睛”,为载人航天工程作出重要贡献。

宋磊告诉记者,在去酒泉卫星发射中心的路上,他给921团队第一代负责人打去电话,老人家已经80多岁仍然心系国家航天事业,有颇多关心和嘱托。从老一代航天人手中接过这项光荣而艰巨的任务,宋磊和团队成员深感责任重大。“所以,我们要把这项事业继续发扬光大,将载人航天精神继续发扬光大,为我们的航天梦作出自己的贡献。”宋磊说。

目前,921团队共有20人,年龄最小的23岁,年龄最大的47岁,团队比较年轻化。目前,已经建立起一张近、中、远程搭配,海、陆、空协同的立体化搜索定向网络,确保航天员安全健康返回,走出一条具有我国自主特色的航天器着陆回收技术创新发展之路。查看详情>>

航天冰箱

三名航天员开启为期6个月的太空“出差”生活。在浩瀚太空之上,航天员如何正常生活、驻留太空这么久,他们一日三餐吃什么,能保证营养均衡吗?

物联网全程遥控食品冷藏箱

从2011年到2021年,从神舟八号到神舟十三号,海尔生物航天冰箱“六入太空”,已成为中国载人航天项目的标配设备,成为继美国、俄罗斯之后第三个掌握航天冰箱核心技术的国家。

“其实,在2021年初,海尔食品冷藏箱已经跟随天和号核心舱升入太空,为航天员提供食品保鲜服务。此次,食品冷藏箱还将继续为航天员们提供为期6个月的空间食品冷链储存保障。”海尔生物航天冰箱研发团队相关负责人介绍。

据了解,天和号核心舱上搭载的这台食品冷藏箱其大小为10升,箱内温度保持在2℃~8℃,主要功能为航天员在轨飞行时提供食品储存保鲜功能。

“由于太空的特殊环境,食品冷藏设备应用于航空航天领域,不仅要克服发射升空过程中的强烈震动冲击,同时还要克服太空微重力环境下传热机理及均匀温度场的难题。”海尔生物航天冰箱研发团队负责人陈海涛说,他们历时六年自主研发出空间站食品冷藏箱,实现了抗震性能、制冷效率等方面的技术突破,为航天员长期在轨驻留生活提供食品低温存储服务。

此外,通过物联网技术的应用,还能实现食品冷藏箱全程遥测、遥控及状态分析,降低了航天员的在轨工作量,保障了飞行任务的顺利实施。

无能源供应恒温存储20小时

跟随神舟十三号飞船升空的还有海尔航天医用冷储箱,为空间医学样本提供存储保障。

据了解,海尔生物的航天医用冷储箱项目从2006年启动,经过5年研制,到2011年交付第1台航天医用冷储箱产品并于2011年11月1日随神舟八号飞船入轨。

“航天医用冷储箱对技术的要求更高,我们主要突破了3项关键技术。”海尔生物航天冰箱研发团队相关负责人说,首先是轻强结构,通过制冷系统选择、结构紧凑性设计等方面实现了箱体重量的大幅降低,大大节约飞船发射成本。此外,在满足质量要求的前提下,保证了航天冰箱的高强度要求,即能够承受震动12G和冲击500G的瞬间最大加速度,这一指标超过了飞机零部件的抗震动、抗冲击的要求。

“我们实现的第二项技术突破是高效智能控制。我们根据制冷系统特性,采用智能化控制,实现制冷效率较民用产品提高25%,较设计能耗限值降低25%。”该负责人介绍,同时可以实现航天冰箱在30万米高空运行状态实时监控,节省了航天员乘组在轨工作量,保障了空间医学实验顺利进行。

“第三能实现恒温蓄冷,高效恒温蓄冷技术的突破,保证了飞船在上升阶段以及返回阶段,无能源供应条件下恒温存储20个小时,从单一的冰箱装备,拓展为完整的天地冷链,保障了整个飞行任务中的安全存储。”该负责人介绍。查看详情>>

三维实时可视技术

0.1毫秒内快速将数据“翻译”成直观画面,实时再现空间在轨航天器的运行状态,地面控制人员可以据此快速作出决策……10月15日,记者从青岛理工大学复杂网络与可视化研究所了解到,航天可视化团队自主研发的深空探测三维实时可视化技术,再次披挂上阵应用到神舟十三号发射任务中。据介绍,该项技术久经检验已经非常成熟,可将航天器拉近到地面控制人员眼前,实时精准展示飞行器的运行轨道、姿态以及位置等信息,成为执行任务时重要的辅助系统。

“我们团队研制的深空探测实时三维可视化系统,相当于为我们观测太空中的飞船状态提供了一个‘上帝视角’。”青岛理工大学复杂网络与可视化研究所郭阳博士介绍,“这套系统能够实时再现和监测在轨航天器的轨道、位置、状态及其部件操作过程”。

2021年10月15日晚,神舟十三号发射前,地面工作人员依次关闭返回舱、轨道舱、整流罩舱门。

航天器在太空飞行过程中会将位置、姿态等数据通过地面测控站传回地面控制中心,每秒数据传输量达8G左右,并且都是原始的数据,数据传输需要时间,地面控制人员通过数据进行航天器状态的判断也需要时间。同时,飞船的运行速度高达每秒钟8千米,可谓瞬息万变,这对控制中心的数据及状态分析和指挥决策提出了极高的要求。

“我们团队研制的实时三维可视化系统实时加载测控数据,在接收到测控数据的0.1毫秒内快速将数据‘翻译’成直观画面,实时再现空间在轨航天器的运行状态,地面控制人员可以据此快速作出决策。”郭阳说,如此一来,即使飞船相隔万里,我们看到的也仿佛就在眼前。

深空探测三维实时可视化技术完全依靠真实数据驱动,对海量测控数据进行实时精准解析,可以实时呈现飞船的运行轨道、姿态以及位置等信息,仿佛将远在太空的飞行器“拉近”眼前,实现航天器在飞行过程的三维实时可视化,为地面控制人员的精准控制和决策提供依据。

据了解,复杂网络与可视化研究所成立于2008年,截至目前,航天可视化团队参与执行近30次航空航天工程、探月工程以及深空探测工程任务,深空探测三维实时可视化系统的可靠性不断得到验证,在任务中发挥关键作用。

2021年10月15日晚,神舟十三号航天员翟志刚(中)、王亚平(左)和叶光富(右)在返回舱内静待发射。

15日晚看发射直播的朋友

对来自青岛的“正常”

也一定是记忆深刻

作为本次任务的主力测控站点

西安卫星测控中心青岛测控站

成功捕获、精准跟踪

并完成船箭分离等关键指令发送

圆满完成神舟飞船上升段测控任务

顺利将三名航天员送入太空

时间一分一秒地流逝

16日0时23分

调度里传来“点火”的口令

神舟十三号飞船成功发射

       现场所有人的心跳,与屏幕上时间的跳动同频共振,时间变化一秒,青岛测控站所有人员的期待就增加一分。“青岛发现目标!”技术负责人蔺元祯的一声报告打破了沉默,角度捕获手薛玉龙紧盯屏幕上移动的目标光点,准确识别,果断捕获,青岛测控站稳稳跟上了飞船。

      “青岛,USB、雷达跟踪正常,遥外测信号正常!”调度指挥员张椰铿锵的口令将这一信息传至东风中心,也再次响彻全国。

       约6个半小时后

飞船与天和核心舱顺利完成

快速自主交会对接

今年9月16日,青岛测控站就参加了神舟十二号返回前绕飞及径向交会对接试验任务,为本次神舟十三号径向交会对接提供了宝贵经验。

在神舟十三号飞行乘组为期6个月的太空旅程中,青岛测控站将为后续空间站任务提供稳定测控支持。

祝福太空三人组出差

一切顺利,平安归来

待到春暖花开时

欢迎你们回家


大众报业·半岛新闻综合整理,素材来源:半岛全媒体记者 王丽平 刘金震、青岛晚报、央视新闻、海报新闻、网友评论等