航天员"太空打靶"如何保证精准性:手控光纤惯组

新华网北京6月23日电 (记者王敏) 我国即将迎来首次手控交会对接任务。有人把手控交会对接比喻成航天员“太空打靶”。茫茫太空中,神舟九号与天宫一号相距140米处,神九中航天员根据屏幕上的十字刻度来对准目标,通过操作控制手柄来及时调整飞船位置。可是一旦出现偏差,怎么办?

这就要用到中国航天科技集团公司九院13所研制生产的手控光纤惯组。这个装置是安装在航天员座椅下的一个既小巧玲珑又十分精致的黑盒子,它可以稳定飞船位置和姿态,帮助航天员完成手控交会对接。

“手控光纤惯组的主要作用就是稳定飞船姿态,保证航天员可以将飞船稳定在预定的位置上,从而保证飞船平稳地沿着预定轨道进行交会对接。”13所副所长、时代光电公司总经理王巍介绍,只要飞船稍微偏离航天员设定的预定目标,光纤陀螺就可以检测出偏差值,进而通过控制系统的反馈,将飞船重新稳定在预定目标上。

手控光纤惯组的加速度计还可以测量飞船的加速度,通过积分计算出速度和位移,从而得到飞船与目标飞行器的相对距离,为航天员手动交会对接提供参考。

据了解,手控光纤惯组的研制以自主创新为立足点,通过一系列技术攻关和发明创新,取得了新型全固态光纤陀螺惯性技术在我国载人航天工程上成功应用的重大突破,实现了关键技术跨越5—10年、单项技术达到世界先进水平的跨越式发展。这也是世界上首次光纤惯导产品用于载人航天手控交会对接任务。

“手控光纤惯组的研制过程并不是一帆风顺。”王巍说,在初样阶段研制,总体单位要求陀螺重量比模样件减少25%。改动选型就意味着陀螺的技术指标发生变化,尤其是结构减轻重量,很有可能导致产品的力学特性劣化。经过慎重考虑,团队采用轻质结构材料,创新设计了结构方案,解决了减重问题。经过仿真模拟,不但重量达标,力学性能同时得到明显优化。而且经全面的测试数据表明,陀螺重量减轻26%,力学、热学性能均有明显优化,陀螺精度性能指标优异,成功实现了减重目标。

(本文来源:新华网 )