中國(guó)空間站如何運(yùn)行(中國(guó)空間站步驟)

原標(biāo)題：?jiǎn)柼欤┳尶臻g站“坐如鐘，動(dòng)如風(fēng)”的秘訣是什么？

7月24日，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射?！皢?wèn)天”入列后，目前的空間站綜合體由天河核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、神舟十四號(hào)載人飛船和天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船組成。今年還將迎來(lái)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙和天舟。神舟五號(hào)、神舟十五號(hào)先后訪問(wèn)。這個(gè)重達(dá)100多噸的在軌空間站組件的姿態(tài)控制難度，在我國(guó)的航天任務(wù)中是前所未有的?！秵?wèn)天》第六章給你讓空間站“坐如鐘，行如風(fēng)”的秘訣！

航天器姿態(tài)控制有“神器”嗎？

可控扭矩陀螺“大顯身手”

航天器傳統(tǒng)的姿態(tài)控制方法是通過(guò)RCS姿態(tài)控制系統(tǒng)（反應(yīng)控制系統(tǒng)）來(lái)調(diào)整姿態(tài)，需要向上運(yùn)動(dòng)，消耗大量推進(jìn)劑。成本效益極低，不適合大型航天器的姿態(tài)控制。

空間站日常運(yùn)行過(guò)程中，其姿態(tài)會(huì)因地球高層大氣、太陽(yáng)電磁輻射、引力場(chǎng)等多種因素而發(fā)生變化。它所承載的多種負(fù)載也有特定的指向要求，尤其是大型柔性太陽(yáng)能翼。動(dòng)態(tài)的日常定向要求。

空間站大型柔性太陽(yáng)能翼

因此，空間站的穩(wěn)定運(yùn)行需要一個(gè)強(qiáng)大的“神器”——控制力矩陀螺儀來(lái)穩(wěn)定它。它是航天器姿態(tài)控制的慣性執(zhí)行部件。它通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的飛輪獲得角動(dòng)量，并通過(guò)改變角動(dòng)量的方向來(lái)輸出扭矩。與RCS姿態(tài)控制系統(tǒng)相比，除了零油耗的天然優(yōu)勢(shì)外，還具有最大限度減少對(duì)航天器柔性部件干擾的優(yōu)勢(shì)。是大型空間站不可或缺的核心技術(shù)裝備。

控制力矩陀螺儀

曾經(jīng)是科技發(fā)展的“絆腳石”！

如今，我們自力更生，自主打造“智能”產(chǎn)品。

沒(méi)有它，走針千里是不可能的；沒(méi)有它就不可能建造空間站；沒(méi)有它就不可能研制出快速機(jī)動(dòng)的航天器……控制力矩陀螺儀的技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)曾經(jīng)是中國(guó)航天技術(shù)發(fā)展的“絆腳石”。1991年，我國(guó)開(kāi)始論證空間實(shí)驗(yàn)室和空間站項(xiàng)目，控制力矩陀螺被提出作為“重要武器”。中國(guó)人深信“核心技術(shù)是買(mǎi)不來(lái)的”，所以在示范之初就堅(jiān)定地選擇了自力更生。

我國(guó)第一個(gè)推出的是200Nms（牛頓·米秒）控制扭矩陀螺儀。2011年成功發(fā)射入軌的天宮一號(hào)就配備了6個(gè)這種扭矩陀螺儀。其在軌應(yīng)用成為我國(guó)航天機(jī)電部件發(fā)展的里程碑，也使我國(guó)成為繼美國(guó)、俄羅斯之后世界上第三個(gè)掌握這項(xiàng)技術(shù)的國(guó)家。的國(guó)家。

200Nms控制扭矩陀螺儀

自天宮一號(hào)以來(lái)，科研團(tuán)隊(duì)陸續(xù)研發(fā)了角動(dòng)量從0.1Nms到1500Nms的產(chǎn)品，形成了全系列控制力矩陀螺產(chǎn)品線，滿(mǎn)足我國(guó)各類(lèi)空間飛行器的姿態(tài)機(jī)動(dòng)和姿態(tài)控制需求。國(guó)家。與第一代產(chǎn)品相比，新研制的控制力矩陀螺儀具有精度高、響應(yīng)快、壽命長(zhǎng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠滿(mǎn)足我國(guó)各類(lèi)空間飛行器的姿態(tài)控制要求。

此次空間站任務(wù)將控制力矩陀螺儀在中國(guó)航天器上的使用提升到了一個(gè)新的水平。其他航天器的控制力矩陀螺均安裝在艙內(nèi)，工作環(huán)境相對(duì)單一。然而，空間站上的控制力矩陀螺需要適應(yīng)艙內(nèi)和艙外的工作環(huán)境。由于巨大的溫差、真空度變化等因素，給產(chǎn)品關(guān)鍵部位的潤(rùn)滑和整機(jī)的散熱帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。尤其是針對(duì)艙外超過(guò)200度的溫差，開(kāi)發(fā)商必須進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的熱控設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)艙室產(chǎn)品進(jìn)行減振降噪工作，滿(mǎn)足艙室噪聲指標(biāo)要求。

空間站核心艙已安裝6個(gè)大型控制力矩陀螺儀

控制力矩陀螺儀作為復(fù)雜的空間機(jī)電產(chǎn)品，具有惡劣的工作環(huán)境和長(zhǎng)壽命的要求。它需要以每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)的速度連續(xù)工作多年，并且在軌出現(xiàn)故障的概率很高。因此，為了保證空間站的壽命和可靠性，控制力矩陀螺儀也需要具備在軌更換的能力。

中國(guó)空間站使用的控制力矩陀螺儀目前最大角動(dòng)量為1500Nms，采用兩艙“6·6”構(gòu)型。其中6個(gè)已安裝在連接核心艙大柱段和小柱段的錐體外壁上，另外6個(gè)將安裝在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)。該配置是組合系統(tǒng)層面的高級(jí)點(diǎn)，可以通過(guò)整體網(wǎng)絡(luò)組合使用、按需重構(gòu)。

神舟十四號(hào)航天員在軌設(shè)置控制力矩陀螺

從“絆腳石”到技術(shù)高峰，控制力矩陀螺系列產(chǎn)品的研發(fā)和應(yīng)用，顯著提升了我國(guó)航天飛行器的姿態(tài)機(jī)動(dòng)和姿態(tài)穩(wěn)定控制能力，也推動(dòng)了我國(guó)航天慣性的快速發(fā)展執(zhí)行器。多個(gè)控制力矩陀螺儀的組合使用，足以幫助空間站“坐如鐘、動(dòng)如風(fēng)”，支撐載人航天工程的穩(wěn)步發(fā)展。