“天宮”圓夢(mèng)太空，離不開(kāi)西安提供的多種動(dòng)力系統(tǒng)，“大腦”能自己處理問(wèn)題，“超級(jí)智囊”掌控飛行，“心臟”確保精確對(duì)接……
“天宮一號(hào)準(zhǔn)確入軌！”當(dāng)電視屏幕里傳出那句振奮人心的話語(yǔ)時(shí)，位于西安市長(zhǎng)安區(qū)的中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院西安分院一片沸騰。
在天宮一號(hào)發(fā)射前半小時(shí)，本報(bào)采訪了該院院長(zhǎng)史平彥先生及研究員張赤萍、設(shè)計(jì)師朋毅女士。
衛(wèi)星與“天宮”在太空“握手”
華商報(bào)：天宮一號(hào)發(fā)射在即，聽(tīng)說(shuō)你也是28日才從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心回來(lái)。請(qǐng)談一下這次發(fā)射的意義。
史平彥：天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器是中國(guó)空間站的核心技術(shù)，它發(fā)射成功后，還將與后面的神八、神九、神十對(duì)接，對(duì)中國(guó)航天事業(yè)將有巨大的推動(dòng)作用。
華商報(bào)：貴院在此次發(fā)射中承擔(dān)了哪些任務(wù)？
史平彥：天宮一號(hào)的儀表控制器應(yīng)用軟件、天線控制中樞、與兩顆中繼衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)“太空握手”般的通訊系統(tǒng)等都是西安分院的產(chǎn)品。包括這次對(duì)接的兩個(gè)中繼衛(wèi)星的核心部分也是五院產(chǎn)品。此次不僅實(shí)現(xiàn)了“太空握手”，而且檢驗(yàn)了兩顆中繼衛(wèi)星的質(zhì)量。
華商報(bào)：“太空握手”是如何實(shí)現(xiàn)的？
史平彥：我國(guó)連續(xù)發(fā)射兩顆中繼衛(wèi)星，目前已能覆蓋多半個(gè)地球，如果第三顆發(fā)射成功，將能實(shí)現(xiàn)在全球范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸，飛行器飛到地球另一端，也可以通過(guò)空中接力，把信號(hào)傳回祖國(guó)。在天宮一號(hào)的外側(cè)，人們可以看到一個(gè)“鍋狀”的反射面天線，直徑約1米，那就是中繼天線。通過(guò)這個(gè)天線及相關(guān)系統(tǒng)，就能使兩顆衛(wèi)星、天宮一號(hào)、地面之間的數(shù)據(jù)可靠有效地傳播。
宇航員在“天宮”可發(fā)短信
華商報(bào)：在天宮一號(hào)飛行器的實(shí)驗(yàn)艙里有個(gè)臉盆狀的東西，承擔(dān)地面與天宮一號(hào)的數(shù)據(jù)傳輸作用，它是什么？
朋毅：這是天線控制中樞，作用有點(diǎn)像我們常見(jiàn)的路由器。它承擔(dān)了指揮和控制天宮一號(hào)各天線工作的作用，是向天宮一號(hào)上各天線發(fā)出命令的中樞控制系統(tǒng)。當(dāng)天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器有效載荷開(kāi)通之后，它將指揮和控制天宮一號(hào)各天線的工作情況。它看上去不起眼，如果一旦失靈，地面就找不到天宮一號(hào)，天宮一號(hào)也找不到地面。
華商報(bào)：天宮一號(hào)中的“儀表控制器”等設(shè)備都來(lái)自貴院，據(jù)說(shuō)很人性化。
張赤萍：天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的儀表控制器應(yīng)用軟件是按照載人飛行的要求來(lái)設(shè)計(jì)的。在后續(xù)的載人飛行中，航天員可以通過(guò)儀表控制器這樣一個(gè)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)目標(biāo)飛行器的全盤(pán)掌控。在天宮一號(hào)飛行過(guò)程中，它像是航天員的“超級(jí)智囊”。
我們給天宮一號(hào)的儀表盤(pán)設(shè)置了專用的觸摸鍵盤(pán)，其中還有彩色地圖、姿態(tài)地圖等，其中提供了宇航員所需要的所有數(shù)據(jù)，可以說(shuō)是智能化的操作系統(tǒng)。如果有故障，就能實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音報(bào)警，宇航員還能通過(guò)該系統(tǒng)與地面對(duì)話，甚至還能給地面發(fā)短信、發(fā)郵件，這些軟件還可以根據(jù)地面指令進(jìn)行升級(jí)。本報(bào)記者王衛(wèi)平
大腦心臟都是西安造
多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整姿態(tài)對(duì)接神八
發(fā)射天宮一號(hào)的發(fā)動(dòng)機(jī)是目前國(guó)內(nèi)可靠性最高、推力最大的發(fā)動(dòng)機(jī)，已達(dá)國(guó)際先進(jìn)水平。參與研制的中國(guó)航天科技集團(tuán)公司第六研究院是國(guó)內(nèi)唯一一家液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)制造單位，在此次天宮一號(hào)的飛天對(duì)接工作中提供全部動(dòng)力支持。
航天六院質(zhì)量技術(shù)部部長(zhǎng)、研究員級(jí)高級(jí)工程師、液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)專家郭國(guó)長(zhǎng)介紹，這次的任務(wù)主要分為兩個(gè)階段，先是把天宮一號(hào)送入預(yù)定軌道，再實(shí)現(xiàn)神舟八號(hào)與天宮一號(hào)的對(duì)接。整個(gè)過(guò)程所需動(dòng)力都是由航天六院提供。
天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器、長(zhǎng)征二F運(yùn)載火箭的所有動(dòng)力都是航天六院所提供。長(zhǎng)征二F運(yùn)載火箭的一二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)及助推發(fā)動(dòng)機(jī)都是由航天六院下屬的在西安的單位設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、實(shí)驗(yàn)提供的。天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)由航天六院下屬的上海空間推進(jìn)技術(shù)研究所提供。
郭國(guó)長(zhǎng)說(shuō)：“我們建立了一整套質(zhì)量保證體系，從設(shè)計(jì)到原材料進(jìn)貨等整個(gè)過(guò)程，全面控制。在實(shí)際操作中，每個(gè)步驟都要有記錄，對(duì)安裝完成后看不見(jiàn)的地方，要有錄像和照片資料。制造發(fā)射天宮一號(hào)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的各種記錄資料已達(dá)1米多。”
天宮一號(hào)四面八方都安裝了大小不同的多個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，在與神舟八號(hào)對(duì)接時(shí)，需要根據(jù)要求，分別啟動(dòng)不同方向的發(fā)動(dòng)機(jī)，高度不夠，再往上推點(diǎn)；位置不對(duì)，再啟動(dòng)其他發(fā)動(dòng)機(jī)調(diào)整姿態(tài)。我們的發(fā)動(dòng)機(jī)可以讓天宮一號(hào)根據(jù)地面指令，前后左右變化姿態(tài)和位置，以達(dá)到最佳姿態(tài)。本報(bào)記者 王衛(wèi)平
“天宮”兩“大腦”一個(gè)壞了另一個(gè)頂上
如果把天宮一號(hào)比做人體，里面的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是人的大腦。而這個(gè)“大腦”的生產(chǎn)單位就在咱西安——航天九院771研究所。該所為天宮一號(hào)配套研制了箭載計(jì)算機(jī)、數(shù)管分系統(tǒng)中央處理單元、醫(yī)監(jiān)電源變換裝置及24個(gè)品種、2000只高水平的集成電路和混合集成電路等配套產(chǎn)品。
運(yùn)載天宮一號(hào)成功飛向太空的是改進(jìn)型長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭。2005年9月，改進(jìn)型長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭立項(xiàng)，憑借在長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭中的優(yōu)異表現(xiàn)，771所承擔(dān)了改進(jìn)型運(yùn)載火箭箭載計(jì)算機(jī)、故障檢測(cè)處理器和逃逸程序控制器等箭上設(shè)備的研制任務(wù)。
與前期不同的是，改進(jìn)型運(yùn)載火箭對(duì)整箭的可靠性提出了更高要求，分配給各配套設(shè)備的可靠性指標(biāo)相應(yīng)提高。771所總工程師唐磊介紹：“說(shuō)白了，這些產(chǎn)品就是火箭的大腦，控制火箭的飛行姿態(tài)、飛行軌跡，保證天宮一號(hào)能送到預(yù)定軌道。”
除為火箭造“大腦”外，771所研制配套的核心設(shè)備中央處理單元，是天宮一號(hào)電子系統(tǒng)的核心設(shè)備，“這是天宮一號(hào)的大腦。”唐磊說(shuō)。這一大腦能接收地面命令，再分發(fā)給天宮一號(hào)各分系統(tǒng)，并收集各分系統(tǒng)執(zhí)行情況和參數(shù)。“遇到問(wèn)題，自己能處理，‘大腦’就發(fā)指令，處理不了會(huì)把問(wèn)題發(fā)回地面，再接收來(lái)自地面的指令。”唐磊說(shuō)。為確保“大腦”的可靠性，在設(shè)計(jì)中采用了雙機(jī)冷備份計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，即當(dāng)其中的一臺(tái)出現(xiàn)故障，另外一臺(tái)計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)加電，切換為工作狀態(tài)，正常執(zhí)行任務(wù)，使可靠性有了數(shù)量級(jí)的提升。本報(bào)記者 馮強(qiáng) 王衛(wèi)平
直徑4毫米的導(dǎo)管也要做“胃鏡”
昨晚，在西安航天六院報(bào)告廳，老中青三代航天專家齊聚，共享天宮一號(hào)發(fā)射的激動(dòng)時(shí)刻。
參與天宮一號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)總裝的航天六院下屬西安航天發(fā)動(dòng)機(jī)廠的郭更玉介紹，為確保天宮一號(hào)發(fā)射成功，此次又增加了加嚴(yán)措施，比如對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)導(dǎo)管的檢查，發(fā)動(dòng)機(jī)有上百條導(dǎo)管，有的有1米多，有的有30多厘米長(zhǎng)，而外徑最大的有102毫米，最小的內(nèi)徑只有4毫米。以前對(duì)導(dǎo)管一般是看、拉、摸等措施，確保導(dǎo)管內(nèi)無(wú)任何雜質(zhì)，此次則要求更加嚴(yán)格，為每條導(dǎo)管做內(nèi)窺鏡，類似于給導(dǎo)管做“胃鏡”，連導(dǎo)管內(nèi)細(xì)小灰塵都能看清楚。
67歲的火箭動(dòng)力專家劉文勤說(shuō)，如今的航天事業(yè)的成就是幾代人共同努力的結(jié)果，他也希望年輕人能夠接好班，把我國(guó)的航天事業(yè)推向更高，這次天宮一號(hào)的升空及之后的神舟八號(hào)與其對(duì)接，我國(guó)也將成為世界上第三個(gè)掌握空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)的國(guó)家。
航天六院黨委書(shū)記黃亮說(shuō)，航天六院多年來(lái)自主創(chuàng)新、奮戰(zhàn)在動(dòng)力戰(zhàn)線上，為天宮一號(hào)提供可靠的“心臟”、可靠的動(dòng)力。
專家們介紹，天宮一號(hào)升空目前難度并不大，下一步神舟八號(hào)與天宮一號(hào)的對(duì)接將是最為關(guān)鍵的，不能出現(xiàn)絲毫差錯(cuò)，對(duì)接成功將為我國(guó)在太空建立航空站打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
據(jù)了解，下一步神舟八號(hào)、九號(hào)、十號(hào)的動(dòng)力系統(tǒng)也由航天六院提供。本報(bào)記者 周艷濤
發(fā)射成功，西安航天六院多功能室歡呼聲一片，大家揮舞手中的國(guó)旗，興奮洋溢在臉上。