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太空中怎样“万里穿针”? 访飞船“大脑”设计

发布时间:2017-12-03 阅读:

  你如何获得数千英里的太空?航天器“大脑”设计者 - 新闻 - 科学网

  新华社北京十月二十二日电(记者辛庆)有这样一群人经常在屏幕上见证中国飞船交会对接的成功,除了欢呼,还有光荣,这些人组成了中国航天工程集团航天科技集团公司502 502船舶项目组,23年前一直致力于打造我们的航天器越来越强大的大脑。

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  图为空间交会对接仿真设备试运行中的航天器组。中国航天科技集团公司供图

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  回忆2011年11月3日,天宫一号与神舟八号在光学影像传感器上采用了首次接吻空间,将性能指标推向世界,对接精度比设计要求高近10倍,标志着中国第一把握时空交会对接GNC技术。

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  GNC是指导和控制的英文缩写。在航天器系统中,GNC负责对整个飞行器飞行和机载太阳能板控制的态度和跟踪控制。换句话说,如何移动飞船,如何返回是由GNC决定的。正因为如此,像GNC这样的一些人成为飞船的眼睛和大脑。

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  其实从神舟飞船到神舟四号飞船,GNC的控制精度误差大概在10公里左右。神舟五号的实际着陆点与理论着陆点相差仅4.8公里。在神舟8号飞船GNC子系统研制中,交会对接传感器是最关键的,也是最难咬人的硬骨头,这又是光学成像传感器,激光雷达,微波雷达最难开发的地方。

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  为验证地面交会对接传感器的性能,2007年至2011年,飞船工程队模拟对接轨迹和交会环境,前往阿拉善等地进行了大量实验。

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  准确度的不断提高也为空间交会对接效率的提高创造了条件。

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  作为中国第一艘货运飞船,2017年9月,天津一号经历了与天宫二号的交会对接,迎来了与天工二号的首次会合对接,并在过去的交会对接了整个过程需要2-3天,时间只有6.5个小时。

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  快速交会对接的核心和难点是快速的。飞船工程团队需要在最短的时间内做出最小的变化,以满足新任务的要求,而不会中断既定的研发计划。为此,他们在一年内升级了10个软件版本,提出了高精度,高可靠性,工程约束的GNC系统解决方案。

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  图为中国宇航员模拟室内实践空间交会对接技术。中国航天科技集团公司供图

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  从2012年8月到2014年5月,大部分时间是晚上9点和10点,Change系统记录了我们在原型测试期间发现的近200个问题,以及我们认为设计需要改进的地方。 GNC子系统测试货船的成员李明明说。

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  在工作中,每个团队成员都对字符串的细节有一个认识。例如,在上电测试阶段,他们负责超过600页的数据参数和超过3000个感兴趣的参数。每个参数的变化都可能反映出系统性能的特点,即使没有问题也没有找出原因来防止所有可能出现的问题。高伟议员说。

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  在外界看来,宇宙飞船工程队是一支神秘的队伍。事实上,中国航天科技集团公司502航天工程研究所是一群只有19人的梦幻船队。我们在空间交会对接领域有突破性的是他们不断的探索,深入的参与和提升。

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  值得一提的是,这个队伍不断更新记录,还有一个独特的原始阵列训练模式。

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  近年来,该队又派出了魏堰阵,队员们展示了一个动态模型,根据不同任务模型的各个阶段,领导雁队进行了多次技术轮换阵容,并作为后备力量前锋鹅交替动态置换,负责模型开发各个阶段的不同任务。 (完)

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