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“江苏元素”为神舟九号飞船遨游太空保驾护航
中广网南京6月30日消息 昨日,神舟九号飞船结束13天的太空遨游,载着3名航天员顺利回到地球怀抱,书写了中国航天史上新传奇。飞船成功飞天的背后,凝聚了众多江苏科技人员的智慧和心血,一大批“江苏元素”为“神九”保驾护航。
中科院南京紫金山天文台提供的空间碎片目标监测,为“神九”的飞行安全保驾护航。
专家介绍说,太空浩瀚,没人能够数清太空碎片的确切数目。航天器在太空中飞行,一旦遭遇多如牛毛的空间碎片的袭击,后果将不堪设想。为保证“神九”安全飞行,全国的航空、航天、天文专家在我国多地组建了一个严密的空间碎片监测系统,由紫台专家在多个监测点布阵,与其他天文专家通力合作,接力配合完成“神九”的在轨空间碎片的观测任务。
据了解,中国的空间碎片望远镜,能观测到近地点300公里以下和远地点3.6万公里的空间情况,是名副其实的“万里眼”。紫台专家说,在“神九”飞天前的一个多月,专家们完成了空间碎片的动态分布分析,不断筛选应该纳入监测的空间碎片。从前期的空间碎片的“扫路”监测工作来看,“神九”的飞行路是安全的——“神九”选择了一条空间碎片相对较少的“轨道”,监测到的比较危险的在轨空间碎片不算多。
专家介绍说,在“神九”遨游太空13天中,空间碎片的监测专家们一直对轨道上的空间碎片进行全天候的观测,尽可能地搜集更多空间碎片的资料,并把它们的轨道测算出来,为定轨提供更多的观测数据。
“神九”飞天,中国电子科技集团公司第十四研究所承担着飞船升空和返回过程中的雷达跟踪监测任务。“4个地面测控站的雷达,基本上都是十四所设计制造的!”十四所总体研究室主任、研究员级高工冯兵说,“这些雷达就像是牢牢掌握神九飞行轨迹的‘风筝线’,无论它飞得多高、多远,一举一动都被全程掌控。”
监测神舟飞船的设备有光学设备,也有靠无线电波工作的雷达。十四所提供的就是后一类产品。靠无线电波工作的雷达还分两种,一种是“反射式跟踪”,另一种是“应答式跟踪”。通俗地说,“反射式跟踪”式雷达,工作方式就是“自问自答”:雷达发射无线电信号,遇到飞船后反射回地面,帮助控制中心了解飞船的飞行轨迹。这个过程,就像是雷达在自己“提问”,自己找答案。
而“应答式跟踪”雷达,工作方式是“一问一答”:雷达发出信号,神舟飞船上的应答机接受到之后,又返还一个信号给地面雷达测控站,这个过程,就像是雷达发问:“你在哪儿呢?”神舟飞船回答:“我在这儿呢!”
这些雷达作用高度有多高?冯兵介绍,“反射式跟踪”雷达探测距离在几百千米,“应答式跟踪”雷达能达到数千千米。现在美国的火星探测计划,也是靠这种雷达,跟踪监测火星探测器。我们的神九飞船进入轨道的高度在距离地球200千米-220千米,雷达“看”到它,轻轻松松。
从神舟一号到神舟八号,从无人飞船到载人飞船,雷达监测保障的可靠性要求越来越高,十四所设计提供参加这次任务的雷达,全都是技术最先进、状态最好的,可靠性和稳定性都经受住了考验。
当航天员以第一宇宙速度乘坐返回舱从太空返回时,为确保航天员平稳着陆,需要多种“刹车”手段,而降落伞是最为关键的一环,它要把返回舱从几百米每秒的高速降到让航天员安全着陆的速度。昨天,3位航天员搭乘“神九”返回舱安全着陆内蒙古,而在降落伞的技术设计中,南京航空航天大学回收系统课题组专家们的两项措施改进,为航天员的安全归来“保了驾护了航”。
“神舟飞船主伞在多次空投试验和飞行试验中,均不同程度地存在伞衣局部破损的问题。我们认为原因主要是高速开伞过程中,伞衣之间出现了摩擦抽打,致使伞衣出现局部强度损失。”南航航空宇航学院副教授张红英,是南航回收系统课题组成员之一,为了避免降落伞“受伤”,他们在“神九”降落伞的设计中做了两项改进。
张红英说,牵顶伞设计很有讲究,“牵顶伞不能太大,也不能太小,‘神九’主伞的面积有1200平方米,牵引伞开伞后的投影面积只有1平方米,要能把主伞的伞顶拎起来拉直,避免伞顶自身的抽打问题。”(吴红梅 沈峥嵘 杨频萍)