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這些“神器”組成“夢之隊”

發(fā)布時間：2022-11-01 15:44:10 文章來源：科技日報

這些“神器”組成“夢之隊”

10月31日，夢天實驗艙發(fā)射升空，后續(xù)其將與天和核心艙、問天實驗艙三艙形成“T”字構型，國家太空實驗室正式建成。

(資料圖片僅供參考)

夢天實驗艙作為我國最先進的太空實驗室，主要面向微重力科學研究，并配置了流體物理、材料科學以及航天技術試驗等多學科試驗平臺。

此次“夢天”啟程太空，航天科技集團五院為其配備了不少“神器”。

國內(nèi)最先進的空間能源轉換裝置

空間高效自由活塞斯特林熱電轉換裝置（以下簡稱斯特林熱電轉換裝置）作為夢天實驗艙艙內(nèi)的驗證項目之一，被安裝在航天基礎試驗機柜內(nèi)。它是目前國內(nèi)最先進的空間能源轉換裝置。

斯特林熱電轉換裝置可將放射性同位素熱能轉換為電能，屬于“動態(tài)”空間同位素電源系統(tǒng)中最先進的技術，相較于傳統(tǒng)的“靜態(tài)”同位素溫差轉換電源技術，其具有高效率、高比功率等顯著特點。

目前，國際上尚未開展斯特林熱電轉換技術的空間應用，因此夢天實驗艙內(nèi)的驗證試驗將是國際首次。此次在夢天實驗艙內(nèi)進行斯特林熱電轉換技術科學試驗的目的，是為了進一步驗證在空間環(huán)境下該項技術的適應性及可靠性，為我國空間先進電源技術的發(fā)展提供技術支持，為未來“深空探測”計劃提供技術儲備。

可完全屏蔽X射線的“黑科技”

夢天實驗艙應用的X射線透射成像系統(tǒng)是空間站材料實時觀察實驗主載荷，也是世界第一臺在載人航天器中使用的、具有利用X射線透射成像原理進行實驗功能的科學裝置。它在資源與空間受限的情況下實現(xiàn)了對X射線的完全屏蔽，是具有歷史意義的科學裝置。

通過X射線透射成像系統(tǒng)，研究人員可實時觀測空間材料實驗，獲得空間材料樣品制備過程中的實時科學數(shù)據(jù)。這對于認知材料物理與化學過程的本征規(guī)律，指導和推動地基材料制備工藝和戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展，服務國民經(jīng)濟建設具有重要意義。

神秘的“天宮八卦爐”

夢天實驗艙內(nèi)有個“天宮八卦爐”——高溫爐及批量樣品管理系統(tǒng)（以下簡稱高溫爐系統(tǒng)），其旨在推動空間高溫材料科學研究。

作為高溫材料溶固實驗主載荷，高溫爐系統(tǒng)具有“多溫場聯(lián)動、多功能制備、全自動壓控”的特點，是一個全新的綜合型空間材料試驗設備。其內(nèi)部的精密傳動單元可提供14種試驗工況配置，使我國空間材料設備首次具備溫場“區(qū)熔”功能。

同時，全新的材料制備方法改變了我國同類設備工況少、功能單一的狀況。設備內(nèi)部的綜合熱控單元建立了溫度梯度，實現(xiàn)了材料制備溫度的高穩(wěn)定性，讓航天員在親自操作時“手感溫度剛剛好”。

吞吐海量信息的“隨船秘書”

夢天實驗艙里的儀表計算機應用軟件是實驗艙儀表數(shù)據(jù)處理的中樞系統(tǒng)。它就像一個吞吐海量信息的“隨船秘書”，為夢天實驗艙執(zhí)行空間站任務護航。

當?shù)孛嫦驂籼鞂嶒炁摪l(fā)送指令后，實驗艙的儀表計算機應用軟件就正式開始自主運行。當夢天實驗艙與天和核心艙完成對接后，“隨船秘書”將推動天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙形成“工作群”，實現(xiàn)信息的交互。

實驗艙的儀表需要處理大容量數(shù)據(jù)，并且解算數(shù)據(jù)信息的方式各異，參數(shù)間的關聯(lián)紛繁復雜，尤其是總線的通信負荷量巨大。為了解決這一難題，儀表計算機應用軟件研制團隊通過設置合理的任務分配及優(yōu)化算法，有效解決了總線通信吞吐量大和對實時性需求高的問題。

逐夢蒼穹的“光影小助手”

艙外云臺燈將是夢天實驗艙的“光影小助手”。它不僅將為航天員長期在軌駐留及開展艙外維修、科研活動提供良好的照明，還將為航天員的出艙活動、拍攝“太空大片”提供美輪美奐的光影效果。

夢天實驗艙發(fā)射時，艙外云臺燈收攏在工作艙艙壁，入軌后第一個展開并鎖定。它能夠提供空間站艙外的動態(tài)照明、伴隨照明，支持航天員出艙活動和監(jiān)視攝像。同時，它還能夠調(diào)整角度，滿足中繼天線、太陽翼在陰照區(qū)展開以及轉動時監(jiān)視攝像的不同照度需求，并具備在軌維修功能。

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