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空间实验室任务正式开启
作者:永乐国际ag厅  来源:永乐国际f66官网  时间:2020-09-18 06:20  点击:

  我国新一代中型运载火箭长征七号25日在新建成的海南文昌航天发射场首飞成功,标志着中国载人航天工程空间实验室任务顺利开启。

  20时整,“点火”口令下达,伴随着巨大的轰鸣声,长征七号运载火箭从距离海边约800米的发射平台上腾空而起。10分钟后,长征七号将多用途飞船缩比返回舱等载荷组合体准确送入预定轨道。

  长征七号首飞,是长征系列运载火箭的第230次飞行,也是中国以建设空间站为目标的空间实验室任务第一次发射。在接下来的几个月中,我国将陆续发射天宫二号目标飞行器、神舟十一号载人飞船和天舟一号货运飞船。

  “空间实验室任务之后,我国将真正迈入空间站时代的大门。”中国载人航天工程新闻发言人武平说。

  25日,我国载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的长征七号运载火箭首次发射圆满成功。

  作为我国新一代高可靠、高安全、无毒、无污染的中型运载火箭,长征七号运载火箭,将有效提升我国进出空间的能力。

  “长征七号的信息化程度、发射可靠性,均达到国际先进水平。”长征七号总设计师范瑞祥说,“长七将担负起发射货运飞船的重任,但还要不断改进,满足载人需要。”

  “全新测发流程,全新航天产品,全新技术状态,全新设备设施,全新参试队伍,全新指挥模式,全新气候环境。”发射场区总指挥张振中用七个“新”形容此次发射的特点。

  20时10分许,长征七号将多用途飞船缩比返回舱等载荷组合体准确送入预定轨道。中国载人航天工程总指挥张又侠宣布:长征七号运载火箭首次飞行任务圆满成功。

  中国载人航天工程办公室副主任武平说,我国首艘货运飞船将于2017年4月由长征七号运载火箭发射升空。

  长征七号运载火箭于2011年1月立项,是我国空间站工程为发射货运飞船而研制的新一代中型运载火箭,使用新研制的液氧煤油发动机,采用了一大批新技术、新材料、新工艺,火箭全长53.1米,捆绑4枚直径2.25米助推器,起飞质量约597吨,近地轨道运载能力13.5吨。

  武平说,长征七号运载火箭将于2017年4月发射我国首艘货运飞船,后续在空间站建造和运营任务中,长征七号运载火箭将与货运飞船组成货物运输系统,承担为空间站运送补给物资和补加推进剂的任务。

  “随着技术方案的完善和性能的稳定,长征七号运载火箭可逐步替代我国现役长征运载火箭有关型号,从而成为我国未来航天发射任务的‘主力军’。”武平说。

  在介绍空间实验室任务整体安排,以及后续任务准备和计划安排情况时,武平说,神舟十一号任务航天员乘组已完成定选。

  根据任务目标,空间实验室任务共安排4次飞行任务,长征七号运载火箭首次飞行任务圆满成功后,后续3次飞行任务分别为:9月中旬,发射天宫二号空间实验室;10月中旬,发射神舟十一号载人飞船,11月中旬,神舟十一号返回舱实施返回;2017年4月中旬,发射天舟一号货运飞船。

  目前,后续各项任务准备工作进展顺利,正按计划推进。其中,天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船,以及配套长征二号F运载火箭已完成出厂测试;神舟十一号任务航天员乘组已完成定选,正在进行任务强化训练;天舟一号货运飞船和长征七号遥二火箭正在研制生产和总装测试。

  据介绍,这次发射验证了长征七号运载火箭方案的正确性,火箭功能和性能满足设计要求,也考核了海南文昌航天发射场执行任务的能力。

  首次亮相的海南文昌航天发射场,是我国第一个低纬度滨海发射场,具有发射效率更高、射向更宽、运输更便捷等优势。“货运飞船、空间实验室、空间站及深空探测航天器,将都从这里升空。”张振中说。

  西昌卫星发射中心党委书记王经中说,海南文昌航天发射场是目前国内最大、发射条件最好的航天发射场,将主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、中低轨道航天器、大型空间站、深空探测器等发射任务。

  王经中表示,我国新一代大型运载火箭长征五号将于下半年择机发射。未来几年,中国探月工程第三期工程的月球探测器“嫦娥五号”、大型空间站等也将在海南文昌航天发射场发射。

  根据任务方案,长征七号运载火箭搭载的多用途飞船缩比返回舱将于26日下午以弹道方式返回东风着陆场。

  返回舱返回瞄准点位于内蒙古巴丹吉林沙漠腹地,着陆区域范围为2万多平方公里。记者25日从着陆场系统相关部门了解到,担负返回舱搜索回收任务的东风着陆场各系统已全面做好各项准备。

  除了多用途飞船缩比返回舱,长征七号还搭载了远征1A上面级、遨龙一号空间碎片主动清理飞行器、天鸽飞行器(2个)、在轨加注实验装置和翱翔之星立方星等共7位“乘客”,其中远征1A上面级本身也是一种航天器,能在轨道中实现对其他“乘客”的“转运”。

  远征1A上面级本身也是一种航天器,具有独立自主飞行、多次启动、长时间在轨等特点,由长征七号运载火箭发射进入地球轨道后,能将其他有效载荷从某一轨道送入其他轨道或空间位置。远征1A的主要任务是验证多次启动、长时间在轨飞行等技术,并作为其它载荷的搭载平台,按程序将遨龙一号、翱翔之星、天鸽飞行器分别“摆渡”到不同的预定轨道,开展相关在轨试验。

  长征七号运载火箭总指挥王小军说,远征1A上面级的成功发射标志着我国新一代多载荷多用途空间运输及空间试验平台的诞生,为我国未来的月球、火星等深空探测任务,轨道转移、空间碎片清理等轨道服务奠定了工程应用基础,对于我国空间运输与应用系统的发展具有里程碑的意义。

  上面级作为航天运输系统的重要组成部分,是一种由基础级运载器发射进入地球轨道(或准地球轨道),能够进一步将有效载荷从地球轨道(或准地球轨道)送入预定工作轨道或预定空间位置的能够独立自主飞行的空间飞行器,被誉为“太空摆渡车”。而远征1A上面级,将迎来“乘客”更多、任务适应性更好、性能更强的太空摆渡使命,被形象地称为“升级版太空摆渡车”。

  多用途飞船缩比返回舱是长征七号首飞搭载的“乘客”之一,总质量约2600千克,高度约2.3米,最大外径2.6米,采用返回舱和过渡段的两舱构型。返回舱同其他“乘客”一起,由长征七号送入轨道,并由上面级进行飞行和返回控制。飞行时间约20小时,之后返回舱与上面级分离,再入返回东风着陆场。

  多用途飞船缩比返回舱采用返回舱加过渡段的两舱构型,外形为全新的倒锥形。试验的主要任务是获取返回舱飞行的气动力和气动热数据,验证可拆卸防热结构设计,为后续新型载人飞船的论证设计和关键技术攻关奠定基础。

  武平说,试验的主要目的,一是获取返回再入过程中返回舱的气动力和气动热特性参数,为评估返回再入控制和防热设计提供基础数据支撑;二是验证返回舱结构重复使用设计的正确性,并对神舟载人飞船返回产品的重复使用性能进行验证和评估;三是通过飞行试验验证新型金属材料的结构制造工艺和性能,为后续推广应用积累经验。

  “这次返回舱飞行试验及其取得的试验数据,将为我国新一代载人飞船的论证设计和后续关键技术攻关提供支持。”武平说。

  中国载人航天工程办公室副主任武平说,长征七号搭载了在轨加注实验装置,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。

  遨龙一号空间碎片主动清理飞行器将在前期技术研究和地面试验的基础上,以模拟的空间碎片为目标,验证碎片清除关键技术,任务结束后进行钝化处理。

  这次搭载的2个天鸽飞行器,将开展在轨信息中继技术试验,也可以作为信息中转站,进行天地信息传输。

  在轨加注实验装置的作用类似于“太空加油机”,用于在空间轨道上为卫星、空间站等航天器进行气、液补给,延长航天器的工作寿命。在轨加注实验装置与远征1A上面级不分离,试验任务结束后再入大气层烧毁。

  翱翔之星立方星采用标准立方星理念设计,由在校研究生及青年教师参与研制,质量33千克,在轨工作寿命一年,将开展地球重力场测量、空间抗辐射实验以及自然偏振光导航技术验证等一系列创新实验。

  新一代中型运载火箭长征七号在燃料使用上以液氧和煤油为主,这就对火箭的燃料加注贮存以及点火后的高温处理提出了更高要求。航天科技集团运载火箭技术研究院的技术人员称,处理好燃料贮箱的极低温度与火箭火焰的超高温度这个“冰火两重天”,是火箭发射的重要工艺之一。

  在发射之前,长征七号要完成170立方米的煤油和340吨液氧的加注。其中,液氧的温度达到了零下183摄氏度。存储液氧的贮箱,采用机械铣工艺,较以往化学铣工艺的贮箱更加轻质化、环保无污染。同时,贮箱的制造采用绝热工艺,在各层之间抽真空,保证了贮箱的保“冷”效果。

  液氮虽然不是燃料之一,但是它在火箭发射中也起到了重要作用。在燃料加注前,发射场的工作人员要用液氮对燃料管道进行吹除。因为液氮的温度比液氧还低,用液氮吹除管道不仅降低了成本,还能更加高效快速地为管道降温。在液氧加注初期,要对贮箱进行预冷。在贮箱的温度未低于零下183摄氏度前,所有的液氧都将排放出去,不被贮存。燃料贮箱的温度和压力值,都实时被监测并显示在加注控制系统上。

  之所以说长征七号要经历“冰火两重天”,是因为在点火一瞬间之后,零下100多摄氏度的燃料就将变成3000多摄氏度的热焰,瞬间完成冰到火的转化。

  在指挥员下达点火的指令7.4秒之后,火箭的尾部瞬间喷出巨大火焰。长征七号运载火箭副总设计师胡晓军介绍,因为燃料不同,喷出的火焰颜色不像以往的橘红色,而是呈白色,喷口燃气的温度也比以往火箭高得多,使得发射平台瞬间接近3000摄氏度。

  这个温度足以熔化绝大多数金属和非金属材料,火箭发射平台和箭体本身都难以承受如此高的温度。在发射平台和火箭助推器、芯级上,均喷有防热涂层。两三厘米厚的防热涂层分为十几层,每一次喷涂都是不同材质,且厚度只有几毫米,工艺处理难度非常大。另外,在火箭助推器和芯级上,还贴有柔性隔热毡,它能进一步提升隔热效果。

  胡晓军介绍,火箭飞行速度快,也会产生热量,导致箭体的热流密度增大。通俗理解,就是一定时间内通过火箭表面的热量增多,这就对火箭箭体的材质有更高要求。在长征七号火箭的制造中,他们还借鉴其它工艺,采用了承热效能更好的材质。

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