天舟一号各项试验取得预期效果

看看新闻Knews记者 汤铭

2017-08-11 15:33:09

核心提示

近期天舟一号货运飞船上开展了载人航天器空间环境监测与控制试验,包括:主动电位控制、发动机羽流遥感、带电效应试验及高精度地磁矢量探测。目前,试验取得了预期效果。

记者从中国载人航天工程办公室获悉,近期天舟一号货运飞船上开展了载人航天器空间环境监测与控制试验,包括:主动电位控制、发动机羽流遥感、带电效应试验及高精度地磁矢量探测。目前,试验取得了预期效果。


主要试验项目包括:


主动电位控制——太空加湿器


航天器在轨道上运行时,由于空间中存在带电粒子的原因,自身会积累电荷,电荷积累到一定程度,就可能导致放电。这个类似于我们在冬天,如果穿的是涤纶、毛纺类材料的衣服,就有可能在我们用手接触门把手等金属物体的时候放电。同样,这种放电可能对航天器的电子器件造成干扰,甚至威胁空间站在轨工作及航天员出舱活动。这次天舟一号上进行的主动电位控制试验就是为解决这个问题。试验中使用的控制仪器原理类似于“加湿器”,通过产生等离子体(类似于加湿器喷出的水雾)的方式,使得航天器所积累的电荷有一个泄放的通道,能够将航天器电位控制在安全范围内。其中使用的螺旋波等离子体接触器电位主动控制方法,相较于现有技术,具有电离效率高、技术简单可靠、工质消耗少等优点,最重要的是采用了无极放电方式,这就避免了放电过程对电极的损耗,极大地提升仪器的使用寿命。


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发动机羽流遥感——发动机的“X”光


航天器在轨运行时,为了保证轨道、姿态的正确性,其发动机会按照需要不定期开机执行位保操作。发动机工作时,燃烧室中喷射出来的气流在喷管处的形状像羽毛一样,称之为羽流。羽流中的物质在高真空环境下会急速扩散、传输,在背阳面的低温环境下,有可能沉积到航天器表面或者有效载荷上,形成所谓的羽流污染效应。这种效应主要会产生两方面影响:首先是羽流撞击航天器表面,形成非预期的转动力矩,影响航天器姿态;二是羽流物质沉积到如相机等光学元件表面造成污染。本次天舟一号上搭载的羽流遥感装置,通过观测羽流分子在空间环境中被激发的可见光和紫外光,获取了大量羽流的特性数据,将用于后续对于航天器的设计布局、运行操作和用户服务。


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带电效应试验——环境“CT”


航天器所处的空间环境中存在的带电粒子种类繁多,其中以电子数量为最,而电子对航天器充电起主导作用。为开展本次环境带电效应试验,天舟一号携带了先进的全向电子能谱仪和高精度磁强计,能够有效采集、分析空间电子的能谱分布和轨道磁场数据,相当于给航天器所在的轨道环境做了一个实时且长期的“CT”,能够全程记录电子能谱和磁场数据,为之后建立自己的空间环境模型提供丰富的在轨实测数据。


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高精度地磁矢量探测——空间航行的“司南”


大海上航行需要地磁指导航线,空间实验也需要磁场数据进行修正。在天舟货运飞船上携带的高精度磁强计,采用多传感器消除飞船剩磁干扰,测量出空间地磁场矢量,类似于为飞船的运行提供方向指引的“司南”。


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(看看新闻Knews记者:汤铭  实习编辑:黄丽文)

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