天宫二号的“秘密” 动力系统全是“西安造”

天宫二号成功发射
　　系我国首个真正意义上的空间实验室
　　中国迈向空间站时代
　　下月神舟十一号将载航天员与之对接

>>天宫二号的“秘密”
　　动力系统全是“西安造”
　　推进分系统配置20多台不同推力姿轨控发动机
　　将进行“太空加油”寿命会更长
　　“西安技术”助力我国成第二个掌握该技术的国家
　　伴随卫星很“贴心”太空漫步不孤单
　　将为交会对接“太空盛典”摄影 还能预知危险
　　>>天宫二号的“影响力”
　　空间冷原子钟：
　　3000万年误差一秒 提高“太空计时”精度
　　量子密钥分配：
　　用“太空通信”技术 为通信网络安全保驾护航
　　三维成像微波高度计：
　　“太空看海”帮人们更准确了解海洋动力环境
　　涡轮泵技术：
　　让消防车喷水高达三四百米
　　远程通信：
　　“航天货郎”自动售药机便民利民
　　据新华社电昨日22时04分，搭载着天宫二号空间实验室的长征二号FT2运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。约575秒后，天宫二号与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。
　　天宫二号空间实验室是在天宫一号目标飞行器备份产品的基础上改进研制而成，全长10.4米，最大直径3.35米，太阳翼展宽约18.4米，重8.6吨，采用实验舱和资源舱两舱构型，设计在轨寿命不小于2年，主要任务是接受载人飞船和货运飞船访问，开展空间科学实验和相关技术试验，验证空间站建造和运营相关关键技术。
　　按计划，天宫二号空间实验室发射升空后，将开展平台和空间应用载荷测试，并于神舟十一号飞船发射前，做好与神舟十一号飞船交会对接的准备。
　　这是长征系列运载火箭的第236次飞行。

从发射到姿态控制
　　动力系统全是“西安造”
　　位于西安的中国航天科技集团六院（以下简称航天六院），是我国唯一集运载火箭主动力系统、轨姿控动力系统及空间飞行器推进系统的研究、设计、生产、试验为一体的专业研究院。
　　在此次任务中，该院承担着两发长征二号F运载火箭、空间实验室、飞船上各种主推力及姿、轨控发动机、热控分系统及生命保障系统泵阀等的研制任务。其中，承担天宫二号及后续神舟十一号飞行发射的长征二号F火箭，是我国载人航天工程的“功勋火箭”，以十全十美的表现获得了“神箭”称号。
　　而担负着交会对接任务的天宫二号490N双组变轨发动机和神舟十一号推进舱系列姿轨控发动机，更是保证空间实验室与载人飞船能否对接成功的关键环节之一。
　　天宫二号推进分系统位于空间站资源舱内，系统共配置20多台不同推力的姿轨控发动机。而下月发射的神舟十一号飞船推进分系统由返回舱推进子系统和推进舱推进子系统组成，其中返回舱子系统共配置8台单元发动机，提供返回舱俯仰、偏航和滚动所需的动力，而推进舱推进子系统共配置40台大小不一的姿轨控发动机。这些动力系统不仅要满足空间实验室与运载火箭分离后为飞船的飞行提供轨道机动、交会对接、姿态控制、返回制动、再入控制等所需的全部动能，为神舟飞船与天宫二号组合体的轨道提升提供动力，而且对保证神舟飞船与天宫二号空间实验室精准交会对接、组合体稳定运行、返回舱安全返回将起到至关重要的作用。
　　可以说，此次载人航天工程任务的每一步，都有来自航天六院动力系统的贴心呵护。

　下月将与“神十一”举行“太空婚礼”
　　昨日，天宫二号成功发射、一个月后，神舟十一号载人飞船将择机发射，与天宫二号实现交会对接，明年4月，我国第一艘货运飞船天舟一号将对天宫二号实施推进剂在轨补加，实现“太空加油”。在这些宏大的太空盛典中，所有动力系统及对于空间站建设至关重要的“太空加油”技术，全都是“西安造”。

　“太空加油”技术
　　到底有多难？
　　推进剂在轨补加技术主要目的是为空间站提供燃料，是空间站工程四大关键技术攻关项目之一，也是确保我国空间站长寿命运行的最基本保障。据航天六院工作人员介绍，攻克这一技术难关客服了重重困难。
　　难点1
　　压气机技术花钱也买不来
　　只能自己研制
　　要实现推进剂在轨补加功能，核心单机是压气机，这也是研制难度最大的单机。目前，空间站用的小型压气机技术只掌握在极少数航天强国手中，花费在数千万美元，而且由于技术保护等原因根本无法购得。而国内地面的两级增压压气机重量不能适应空间微重力环境，无法直接应用。尽管国内曾将压气机的研制提上日程，但由于难度大，一直没有进展。
　　为实现技术突破，801所组建了专门研制团队，自主研发空间压气机。2013年，由801所研制的压气机顺利完成各项测试并通过了总体组织的关键技术攻关验收工作。短短几年时间，801所项目团队先后完成了压气机原理样机、工程样机、初样和正样的研制与生产任务，攻克了20余项技术难题，多项技术申报并获得国家发明专利，为我国推进剂在轨补加技术的实现攻破了最为关键的一环。
　　难点2
　　“螺蛳壳里做道场”
　　困难重重
　　在天宫二号上进行推进剂补加任务启动于2011年天宫一号与神舟八号完成交会对接之后。当时，天宫二号的总装、供电、控制和信息流业已定型，要在原有的推进系统中嵌入补加功能，就要从设计余量中找到资源提供给新增的补加系统，而且要对天宫二号进行系统方案的改装。对正样产品进行如此大的改装，这在国内尚属首次，不仅毫无经验可循，而且要求补加系统增加的单机，不能多，不能重，不能大，不能影响原来已经安装的设备，不能超出控制通道数量，遥测参数不能破上限，即便是指令条数也有严格限制。可谓困难重重，限制重重。另外，要在天宫二号上增装补加系统，因为是改装方案，所以首先要解决的就是系统方案的实现问题。天宫二号推进补加研究团队成员从各自的专业领域出发献计献策，寻找最佳方案。就这样，“螺蛳壳里做道场”，经过团队成员的共同努力，801所提供的补加系统方案最终顺利通过了总体组织的评审。
　　难点3
　　地面加注须小心翼翼
　　太空补加完全靠程序
　　推进剂不同于汽油、柴油，它具有高毒性和强腐蚀性，即便在地面进行加注，也需要二十几个人小心翼翼地操作一周左右。在太空失重的环境下，完全通过程序控制实现推进剂的在轨补加，难度可想而知！补加过程是几十个串联步骤的复杂流程，操作稍有不当就可能全盘失败，补加流程该怎样设计成了研究团队面前的另一只拦路虎。负责系统设计的陈开莹主动承担起了这个重任。为确定不同方案的优劣，寻求最为优化的补加流程，陈开莹率领项目组先后进行了五轮大型的补加实验，模拟和测试了近十种补加工况，对海量测试数据作了对比分析。而针对补加流程各环节可能存在的隐患，她也细致入微地制定了解决方案，确保不带一丝隐患上天。仅补加管路残留推进剂对舱体和周围器件可能造成的腐蚀问题一项，就做了两次真空吹除试验，确定了最为优化的吹除口型面和吹除程序。这也是国内首次进行的推进剂吹除试验。
　　经过六院801所多年的艰难摸索和试验研究，空间实验室推进剂在轨补加系统关键单机——空间压气机和液路浮动断接器相继实现了从零到成功的突破。补加关键技术攻关的顺利完成为我国空间站工程的研制奠定了坚实的基础，而补加系统及关键单机压气机的成功研制，不仅突破了国外技术封锁，而且还填补了中国航天领域的空白，实现了我国空间推进领域的又一次技术跨越，将使我国成为世界上第二个掌握空间补加核心技术的国家。随着明年“天舟一号”首艘货运飞船的发射升空，“太空加油”技术的正式应用，将为中国空间站建设提供和补充源源不断的动力能源，使中国的航天器插上了更加强劲有力的翅膀。 华商报记者 马虎振
　　螺钉螺母拧到啥程度
　　都有量化标准
　　随着天宫二号被准确送上预定轨道，航天六院研制的全系列动力系统的稳定可靠性再次成为人们关注的话题。打造这样的“天梯”，是如何做到如此安全、精准的？
　　据航天六院工作人员介绍，为了使火箭、“天宫”、“神舟”上的发动机零缺陷、高可靠，六院对产品的零部组件实行了优中选优和加严措施。
　　选择零件时，要求密封面上不能有一点划痕，零件表面的金属纹路要保持一致，而且所用的零部组件不许有任何质疑单，一个普通阀门都是在上百个合格的产品中优中选优的。在涡轮泵生产试验过程中，11所的科研人员从130多台次合格的产品中优中选优，优选后产品的“淘汰率”竟达到了84％。
　　发动机上一个小小的电爆阀，科技人员就预想了十几种有可能发生的故障模式，制定措施，在设计、生产、试验、交付、总装中一一落实，并组织复查和确认，一个不漏地将故障隐患扼杀在摇篮里。喷注器上的近三千个小孔逐一检验，整整检验了两个半月，两孔轴心相错度偏差值仅仅是一根头发丝的五分之一。
　　航天六院7103厂运载型号副总工程师陈少斌介绍，为彻底解决高密度发射形势下，生产过程中量化控制不到位、质量管理不够精细的突出问题，承担长2F火箭发动机生产制作任务的7103厂在CZ-2F T2发动机生产中开展了装配过程量化控制工作，连螺钉螺母要拧到什么程度，每条焊缝都是谁焊的、焊得怎么样，都实现了量化控制。
　　据介绍，为确保所有焊缝万无一失，这次发射的长征2FT2火箭全部发动机共有6700多个螺纹连接点，在总装过程实现了百分之百的力矩量化控制；发动机焊接全过程也实施了量化控制，对发动机全部67000多条焊缝进行了建档工作，以确保发动机焊缝质量清楚可查。

　西安卫星测控中心：
　　捕获目标那一刻
　　数据潮水般涌来
　　昨晚22时01分，西安卫星测控中心指挥大厅正前方的显示屏上，数据和曲线不断闪烁，数字不停变化。现场40多名参试人员穿梭于操作机台之间，有的对着计算机校对数据，有的在接收指令，有的聚在一起讨论……
　　“……3、2、1，点火！”22时04分12秒，搭载着天宫二号的火箭在巨大轰鸣声中冲天而起。大屏幕上，火箭理论曲线清晰直观，上面一个小小的红色亮点，实时显示着天宫二号在浩瀚的太空中的前进方向。科技人员严密监视着数据，不放过任何一个细微变化。
　　“渭南发现目标！”升空183秒后，火箭飞至渭南测控站上空。“渭南跟踪正常，遥测信号正常！”22时8分15秒，渭南站第一时间捕获目标。
　　数以千万计的数据从各测控站汇集到这里，报告声此起彼伏。参试人员屏息凝神，通过近百台机器的超高速运转，进行数据的计算分析，实时了解火箭的飞行情况。随着各测控站点不断精准地注入指令，天宫二号按计划向预定轨道顺利挺进。
　　“目标跟踪正常，遥测数据正常！”测控屏幕上，红色的实时火箭姿态曲线正精准地沿着绿色计算曲线伸展，一切尽在掌控之中。
　　22时13分37秒，器箭分离成功。22时16分21秒，太阳能帆板展开。各项测控数据显示天宫二号性能良好，运行状态平稳。
　　22时25分，当调度里宣布“天宫二号”任务成功的喜讯时，整个大厅立即被热烈的掌声淹没。为了这一刻，他们付出了太多太多……

中秋之夜，天宫二号空间实验室成功“飞天”的消息振奋人心。

“天宫二号”究竟是座什么“宫”？在人类探索宇宙的星际之途上有何作用？新华社记者在酒泉卫星发射中心采访有关专家，带您一起遨游“天宫”。

一问：天宫二号长啥样？

天宫二号在外观上与我国2011年发射的天宫一号类似，都采用实验舱和资源舱两舱构型。据中国载人航天工程办公室副主任武平介绍，天宫二号全长10．4米，最大直径3．35米，太阳翼展宽约18．4米，重8．6吨，设计在轨寿命2年。

中国航天科技集团五院空间实验室系统总设计师朱枞鹏介绍，舱内宇航员活动的范围约为16到18立方米，按6立方米即可满足住一人居住的人机功效看，天宫二号上住两位航天员比较宽敞。

二问：发射天宫二号有何目的？

武平介绍，发射天宫二号的主要目的是接受神舟十一号载人飞船的访问，完成航天员中期驻留，考核面向长期飞行的乘员生活、健康和工作保障等相关技术；接受天舟一号货运飞船的访问，考核验证推进剂在轨补加技术；开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术，以及在轨维修和空间站技术验证等试验。

三问：天宫二号为什么是中国首个真正意义上的空间实验室？

武平介绍，天宫一号的主要目标是验证交会对接技术，而天宫二号则将开展较大规模的空间科学实验和空间应用试验以及航天医学实验，安排了一批体现科学前沿和战略高技术发展方向的科学与应用任务。

这其中，空间冷原子钟实验、伽玛暴偏振探测、空地量子密钥分配试验是天宫二号14个应用和试验项目中的3个重点项目。

四问：天宫二号是如何从备份舱“转正”的？

“天宫二号原本是天宫一号目标飞行器的备份产品。朱枞鹏表示，天宫一号成功发射后，这个备份产品并没有被浪费掉，而是把它的设备用来做天宫二号。

“因为备份产品在地面上存放已久，我们对设备和材料进行了寿命试验，更换了一些非金属材料，对设备做了延长寿命的处理，确保天宫二号质量的可靠性。”朱枞鹏说。

五问：天宫二号上14个应用项目如何统筹协调？

空间应用系统在天宫二号空间实验室上安排了共14项空间科学和应用任务，30余家单位参与载荷研制，为保证各项任务并行开展，空间应用系统总体部将应用任务进行了科学合理地分解，设置了17个分系统，分系统又分解为科学研究、载荷研制等多个子系统。

天宫二号空间应用系统副总设计师吕从民说，总体部不是将各载荷简单连接，更不是各项应用技术简单堆积，而是采用系统集成的概念，进行了总体设计、系统集成测试、统筹在轨飞行试验，最大限度地利用资源，获取应用效益。

空间应用系统安排了有效载荷运控在轨支持设备对应用项目进行统一的供配电、测控、数据采集管理传输等工作。

“有效载荷运控中心将对运行控制进行统一规划，通过天地链路，进行运行控制和传输。”中科院空间应用中心有效载荷运控中心主任郭丽丽说。

六问：天宫二号如何保障两名航天员为期30天的驻留？

为了保证航天员在太空飞行中能更好地吃饭、睡觉、锻炼、娱乐，天宫二号对饮食居住环境进行改善，为航天员营造家的感觉。

朱枞鹏表示，舱内色彩、光线、降低噪音等都做了人性化的环境布置；航天员可在空间实验室收到地面电视信号，能跟家人进行天地通话和私人通信；为保证航天员在微重力环境下身体机能不衰退，天宫二号配置了力量训练设备，并定期对航天员心血管和身体医学指标进行监测。

七问：任务结束后天宫二号会否成为太空垃圾？

中国对空间碎片问题高度重视，长征七号运载火箭搭载的遨龙一号，就用于开展空间碎片清除关键技术在轨验证试验。天宫二号在轨任务末期，将受控离轨，陨落至太平洋海域，不会成为太空垃圾。

武平表示，早前发射的天宫一号已于2016年3月16日全面完成了其历史使命。天宫一号预计2017年陨落，大部分结构部件将在陨落过程中烧蚀销毁，对航空活动以及地面造成危害的概率很低，可能性极小。

八问：除了神舟十一号，天宫二号还有哪些交会对接任务？

朱枞鹏说，因为天宫二号只有一个交会对接口，必须等神舟十一号载人飞船撤离太空后，在明年才会与天舟一号货运飞船交会对接。天宫二号任务密度较大，将进行在轨维修和空间站技术验证等试验，这将是我国建设空间站之前进行最后一次全面的技术验证。

九问：天宫二号之后，中国离建空间站还有多远？

空间站建设是我国载人航天工程战略的第三步，计划于2020年左右建成，2022年全面运行。

朱枞鹏表示，空间站是多舱段的飞行器，每舱段的重量可达20吨，有多个交会对接口，能实现多飞行器同时对接，所以未来空间站的“块头”将比天宫二号大很多，将长期在轨运行十几年，航天员在空间站驻留可能达到一年以上。空间站建设涉及航天员长期驻留、微重力环境下舱内外设备维修、推进剂补充加注等一系列关键技术支持，需要通过先期试验来掌握。

西安航天，好样的，继续努力！

西安，中国航天动力之乡！

加油，好样的

祝贺，支持

可是  昨晚央视只采访了上海空间研究院    诶  西安只字未提

加油 西安

发动机航天六院的，中国航天动力之源。