首顆“探日衛(wèi)星”、“太空油罐車”可給衛(wèi)星“加油”……
盤點(diǎn)在中國航展亮相的上海“航天神器”
本報(bào)記者張建松、丁汀
正在珠海進(jìn)行的第十三屆中國航展上，作為我國國防科技工業(yè)的骨干力量，中國航天科技集團(tuán)有限公司第八研究院共參展43項(xiàng)產(chǎn)品，全方位展示了八院在彈箭星船器等領(lǐng)域最新成果，許多新概念、新面孔、新應(yīng)用的“航天神器”令人眼界大開。
我國首顆“探日衛(wèi)星”正在征名
太陽活動與人類可持續(xù)發(fā)展密切相關(guān)，通過對太陽的探測，人們可以深入了解天體磁場的起源和演化、高能粒子的加速和傳播等重要物理過程；強(qiáng)耀斑和日冕物質(zhì)拋射等太陽活動事件，時(shí)刻影響著地球的空間環(huán)境，干擾通信和導(dǎo)航、威脅宇航員的健康，甚至毀壞航天器。對太陽活動的觀測和研究，不僅具有重要科學(xué)意義，更具有巨大應(yīng)用價(jià)值。
今年下半年，我國將發(fā)射首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星(太陽Hα光譜探測與雙超平臺科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星)，這標(biāo)志著我國將正式進(jìn)入“探日時(shí)代”。太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星由中國航天科技集團(tuán)八院抓總研制，用戶方為南京大學(xué)。在本屆中國航展，八院展示了我國首顆探日衛(wèi)星的模型。
據(jù)介紹，首顆探日衛(wèi)星主要科學(xué)載荷為太陽Hα成像光譜儀，將在國際首次實(shí)現(xiàn)空間太陽Hα波段的光譜成像探測。通過對這條譜線的數(shù)據(jù)分析，可獲得太陽爆發(fā)時(shí)大氣溫度、速度等物理量的變化，研究太陽爆發(fā)的動力學(xué)過程及物理機(jī)制；同時(shí)，衛(wèi)星采用超高指向精度、超高穩(wěn)定度平臺設(shè)計(jì)，通過采用平臺艙、載荷艙可分離式設(shè)計(jì)理念，將實(shí)現(xiàn)載荷艙的超高精度指向控制，較現(xiàn)有水平提升1－2個(gè)數(shù)量級。
目前，我國已初步建立了地面太陽監(jiān)測網(wǎng)，并在太陽光譜、太陽磁場領(lǐng)域取得了一定成果，但空間探測仍屬空白。開展空間太陽探測將有效服務(wù)于我國基礎(chǔ)科學(xué)研究，帶動相關(guān)高科技產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，推動我國太陽物理研究發(fā)展。
值得關(guān)注的是，我國首顆探日衛(wèi)星正在進(jìn)行征名活動。從嫦娥、天宮、北斗、天問、神舟到鵲橋、墨子、祝融，我國一個(gè)個(gè)航天器的名字，被中國傳統(tǒng)神話賦予了詩意和浪漫，體現(xiàn)了中華民族深厚的文化底蘊(yùn)。首顆探日衛(wèi)星叫什么名字？關(guān)注中國航天科技集團(tuán)微信公眾號、中國航天科技集團(tuán)官方微博、南京大學(xué)微信公眾號、南京大學(xué)官方微博、上海航天微信公眾號，即可參加征名活動。
“太空油罐車”可給衛(wèi)星“加油”
與地面上行駛的汽車一樣，在太空中運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星也需要燃料。即使是在地球靜止軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，也不是完全靜止不動的。除了受到地球引力，還會在月球、太陽的引力作用下，逐漸飄離原有軌道。衛(wèi)星必須定期利用自身攜帶的燃料產(chǎn)生推力，把自己固定在特定的軌道位置上運(yùn)行。
衛(wèi)星在發(fā)射的時(shí)候，通常會一次性攜帶十幾年壽命的燃料。進(jìn)入太空后，燃料越用越少。燃料耗盡之時(shí)，就是衛(wèi)星壽命結(jié)束之際，燃料的儲備直接決定著一顆衛(wèi)星的使用壽命。如果能在太空中給衛(wèi)星加油，無疑將會大大延長衛(wèi)星壽命。
在本屆中國航展亮相的“補(bǔ)加服務(wù)”飛行器，由航天科技集團(tuán)八院獨(dú)立設(shè)計(jì)研制，專職從事燃料“上門補(bǔ)加服務(wù)”，在太空中給衛(wèi)星加油不再是夢想。
據(jù)八院805所設(shè)計(jì)師介紹，“補(bǔ)加服務(wù)”飛行器可一次性攜帶1.3噸燃料，占自身重量的52%，堪稱一輛“太空油罐車”。對于一顆“急需救助”的衛(wèi)星來說，只需補(bǔ)加50kg燃料，衛(wèi)星就可以延長大約一年的壽命，這與重新發(fā)射一顆靜止軌道衛(wèi)星的造價(jià)相比，成本可大約降低35%。
如何在茫茫太空中精準(zhǔn)找到需要加油的衛(wèi)星？在軌補(bǔ)加飛行器的前端，裝有雷達(dá)和相機(jī)組成的導(dǎo)航系統(tǒng)，可使其具備“自動駕駛”的功能。當(dāng)收到燃料短缺的衛(wèi)星發(fā)出的求助信號，飛行器將在地面調(diào)度系統(tǒng)的導(dǎo)引下，到達(dá)衛(wèi)星的后方，利用導(dǎo)航系統(tǒng)自主跟蹤并接近衛(wèi)星。在到達(dá)距離衛(wèi)星大約2米以內(nèi)時(shí)，在機(jī)械臂的配合下，實(shí)現(xiàn)與衛(wèi)星補(bǔ)加口的緊密連接，將燃料輸送給衛(wèi)星。
為順利實(shí)現(xiàn)太空加油，“太空油罐車”還需要與衛(wèi)星的精準(zhǔn)對接。此次與補(bǔ)加飛行器一起首次亮相的停靠補(bǔ)加裝置，是飛行器執(zhí)行在軌補(bǔ)加任務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)，也是我國首個(gè)應(yīng)用于衛(wèi)星的新型對接機(jī)構(gòu)。�？垦a(bǔ)加裝置分為主動端和被動端，主動端安裝在補(bǔ)加服務(wù)飛行器上。補(bǔ)加任務(wù)期間的所有動作，均由補(bǔ)加服務(wù)飛行器上的主動端完成。在發(fā)射前，衛(wèi)星僅需配置一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化被動端口，即可實(shí)現(xiàn)后續(xù)在軌運(yùn)行期間的補(bǔ)液、補(bǔ)氣、補(bǔ)電等多種類型補(bǔ)加服務(wù)。
“防務(wù)、火箭、衛(wèi)星”亮點(diǎn)紛呈
在防務(wù)裝備展區(qū)，八院也參展了一系列“明星產(chǎn)品”。有既可超視距空對空攔截、又可對地反輻射打擊的AMM-10空中優(yōu)勢多任務(wù)導(dǎo)彈；有可行進(jìn)間多車協(xié)同防御作戰(zhàn)的獵鷹LY-70新型近程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)；有導(dǎo)彈-激光“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合”的LM-1激光戰(zhàn)車等裝備；還有LY-80增程型區(qū)域防空導(dǎo)彈、LY-80N艦載型區(qū)域防空導(dǎo)彈、FB-10A機(jī)動伴隨防空導(dǎo)彈、FN-16便攜式導(dǎo)彈、“袖針”微小型導(dǎo)彈、FN-M無人戰(zhàn)車等。
其中，八院最新研發(fā)的獵鷹LY-70新型近程防空導(dǎo)彈武器系統(tǒng)，探測制導(dǎo)體制可變、裝備和指揮體系構(gòu)成可變、裝備使用靈活多變，被稱為防空領(lǐng)域的“變形金剛”，主要用于攔截各類突防進(jìn)入的戰(zhàn)斗機(jī)、直升機(jī)、無人機(jī)等飛機(jī)類目標(biāo)，以及巡航導(dǎo)彈、空地導(dǎo)彈、火箭彈等彈藥類目標(biāo)。
在運(yùn)載火箭展區(qū)，已圓滿完成7次飛行試驗(yàn)的長征六號運(yùn)載火箭和它的改進(jìn)型－我國首枚固液結(jié)合新一代運(yùn)載火箭長征六號甲，也亮相本次航展。
長征六號甲是在新一代火箭首飛成功的基礎(chǔ)上，充分繼承已有技術(shù)進(jìn)行研制，采用模塊化、組合化、系列化設(shè)計(jì)，通過不同數(shù)量固體助推器和液體芯級組合形成合理運(yùn)載能力臺階、性價(jià)比較高的運(yùn)載火箭系列，具有“跨界合作、無人值守、智能診斷、落點(diǎn)精確”等特點(diǎn)。
在衛(wèi)星展區(qū)，風(fēng)云系列衛(wèi)星聚集一堂。作為我國大氣觀測衛(wèi)星的開創(chuàng)者，八院共研制發(fā)射了風(fēng)云一號到風(fēng)云四號兩代四型19顆風(fēng)云氣象衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)了高軌和低軌協(xié)同組網(wǎng)，可對全球大氣、海洋和地表環(huán)境實(shí)施全天候、全天時(shí)、全譜段、三維、定量觀測，完成了從試驗(yàn)試用向業(yè)務(wù)服務(wù)的轉(zhuǎn)變。
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“高大上”的航天技術(shù)越來越接地氣。八院此次展出的交通大場景廣域雷達(dá)、車用燃料電池系統(tǒng)、高性能耐熱鑄造鎂合金材料成形及應(yīng)用、輕合金復(fù)雜構(gòu)件激光加工技術(shù)及智能生產(chǎn)單元、高端智能攪拌摩擦焊裝備、便攜式快檢質(zhì)譜分析儀等產(chǎn)品，展現(xiàn)了上�！昂教熘窃臁钡哪芰退皆偕闲屡_階。
將航天技術(shù)應(yīng)用到交通管理、公安執(zhí)法等領(lǐng)域前景廣闊。面對市場需求，八院802所著力推進(jìn)航天雷達(dá)技術(shù)民用化，率先研制出多目標(biāo)交通監(jiān)控雷達(dá)，一部雷達(dá)可覆蓋6車道、監(jiān)測32個(gè)目標(biāo)，大幅降低道路監(jiān)管成本�；诮煌ù髨鼍疤綔y研制開發(fā)的廣域雷達(dá)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)10車道監(jiān)測，監(jiān)測256個(gè)目標(biāo)，極大提升了交通執(zhí)法和管理效率。此外，合作研制的全息路口監(jiān)測雷達(dá)已大批量應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了道路流量動態(tài)監(jiān)測，提升了復(fù)雜路網(wǎng)智能管控水平。
八院800所展示的輕合金復(fù)雜構(gòu)件激光加工智能生產(chǎn)單元，受到廣泛關(guān)注。只見兩臺機(jī)器人，在可編程邏輯控制器系統(tǒng)“大腦”的統(tǒng)一控制和機(jī)器視覺“眼睛”的精確定位下，高速、流暢地完成了鈦合金復(fù)雜構(gòu)件的抓取、裝配、檢測、翻轉(zhuǎn)、焊接等一系列動作，整個(gè)過程一氣呵成。
據(jù)介紹，基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)，該智能生產(chǎn)單元還可實(shí)現(xiàn)設(shè)備互聯(lián)、在線狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)可視化，實(shí)現(xiàn)基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的智能單元管控與集成應(yīng)用，打通了工藝-設(shè)備-管控的集成制造鏈路，實(shí)現(xiàn)焊接過程無人值守。
鎂合金作為一種重要的輕量化材料，是目前軍用先進(jìn)材料技術(shù)領(lǐng)域競爭的重點(diǎn)。八院800所展示的高性能耐熱鑄造鎂合金材料，在性能指標(biāo)上達(dá)到高強(qiáng)韌鑄造鋁合金性能水平，綜合減重超過25%，填補(bǔ)了國內(nèi)輕量化、結(jié)構(gòu)功能一體化的大型復(fù)雜主承力構(gòu)件選材空白。
采用航天先進(jìn)技術(shù)，八院812所裕達(dá)公司成功研制便攜式快檢質(zhì)譜分析儀，通過標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)優(yōu)化，提高了便攜性和抗震性�？捎糜跈C(jī)場、車站、大型展會等人員密集型環(huán)境現(xiàn)場的實(shí)時(shí)安全檢測，實(shí)現(xiàn)爆炸物顆粒物及蒸氣實(shí)時(shí)檢測，氣、液、固三態(tài)物質(zhì)直接進(jìn)樣檢測；還可以用于環(huán)境監(jiān)測，如水、空氣、土壤中的有毒有害物質(zhì)檢測。
“攪拌摩擦焊”是一種先進(jìn)的連接技術(shù)，最早在航天領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用。自2011年以來，八院149廠下屬的航天工程裝備(蘇州)有限公司，將這一“高大上”航天技術(shù)進(jìn)行市場化應(yīng)用，進(jìn)軍攪拌摩擦焊技術(shù)和設(shè)備研制領(lǐng)域。目前，不僅成功進(jìn)行了產(chǎn)業(yè)裝備生產(chǎn)，還遠(yuǎn)銷法國、瑞典等歐洲國家，如今已成為我國高端智能裝備的“品牌產(chǎn)業(yè)”。
