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哈工大技术为天宫系列“护航”

2011年09月30日 11:07 来源:黑龙江日报 参与互动(0)  【字体:↑大 ↓小

  29日晚,“天宫一号”顺利升空。在天宫系列的研发过程中,哈尔滨工业大学的多支科研团队提供了十分有力的技术支持。

  CCD光学成像敏感器

  为交会对接导航

  交会对接CCD标识与定位系统(即CCD光学成像系统)在交会对接的最后逼近段担任着重要的角色,它可以在目标飞船(“天宫一号”)和跟踪飞船(“神舟八号”等)两个空间飞行器对接口之间近距离至零米范围内自动、实时地完成反杂光干扰和标志识别、三维相对位置及其相对平移速度、三维相对姿态及其姿态角速率的测量,为两个空间飞行器实现在轨交会对接精准导航。

  交会对接CCD标识与定位系统由哈工大图像信息技术及工程研究所与中国航天科技集团五院502所合作研制,哈工大因该项目成为唯一参与载人航天二期工程交会对接航天项目研制的高校。该系统哈工大主要承担目标标志器与相机滤光片的研制,并从有利于反阳光及其它杂散光干扰的角度出发,选定了近红外工作波段。目标标志器分为远场标志器与近场标志器,均装配在目标飞船“天宫一号”实验舱前锥段的对接口附近舱体外表面上,向跟踪飞船“神舟八号”等舱外的CCD成像系统提供目标飞船对接口的三维相对位姿信息,不允许它出现意外故障。目标标志器的研制采取了诸多创新方法与技术,处于世界领先水平。

  CCD光学成像敏感器还将应用于“神舟八号” 、“神舟九号”、 “神舟十号”以及“天宫二号”等空间飞行器中,完成“无人”或“载人”的交会对接任务。

  对接锁系及钢丝绳锁紧力松弛规律与寿命试验

  保障飞船安全性

  由哈工大空间环境材料行为及评价技术国家级重点实验室何世禹教授牵头承担的对接锁系及钢丝绳锁紧力松弛规律与寿命试验,系统研究了不同恒定温度及交变温度场环境作用下,对接锁系及钢丝绳锁紧力松弛规律,获得了应力松弛导致气密性下降而失效的寿命预测模型,为长寿命飞行器试验评价提供了有效的技术途径。该成果应用于目标飞船(“天宫一号”等)和跟踪飞船(“神舟八号”等)对接机构的制造工艺改进。

  对接机构是载人航天的关键技术,也是飞行器应用能力扩展的一个重要手段,其作用是通过两个飞行器上对接机构中对接锁系及同步传力钢丝绳的相互作用,使两个飞行器间产生连接力,压紧对接框面上的密封材料,实现两个飞行器间的刚性连接和密封。

  由于对接锁系及钢丝绳锁紧力较大,在空间交变温度场作用下会发生缓慢的蠕变与应力松弛。若锁紧力松弛到某一临界值就可能导致飞行器的气密性下降,从而威胁航天员的生命。因此,空间环境材料行为及评价技术国家级重点实验室开展的钢丝绳和对接锁系应力松弛规律研究对飞船的服役寿命和安全可靠性具有重要的意义。

  空间生命科学与航天医学研究

  为航天员健康提供防护

  研究表明,空间飞行过程中心肌细胞功能紊乱的风险极高。哈工大生命科学与工程系李钰教授所带领的课题组探讨和评价了抗氧化剂等药物对模拟辐照和模拟失重环境下的心肌细胞的防护作用,这为航天员防护药物的研制奠定了基础。

  该课题组研究发现,心肌细胞在对模拟空间环境条件的响应性变化中较早出现了氧化应激性改变,细胞的氧化应激性响应可能是细胞失重与辐射损伤的细胞学基础。此外,在模拟辐照复合微重力效应下,细胞损伤修复分子表达、细胞染色体结构以及有丝分裂指数等都发生了改变。课题组建立了敏感的空间环境快速响应生物剂量分子检测技术,为开展深空飞行中航天员的健康和医学保障提供有效的生存安全数据,并且进一步探讨和评价了抗氧化剂等药物对模拟辐照和模拟失重环境下的心肌细胞的防护作用。

  载人运输飞船训练模拟器视景显示系统

  将太空环境“移”至地面

  航天飞行训练模拟器是训练航天员驾驶飞船的重要地面设备之一,而训练模拟视景显示技术则是飞船训练模拟器中的关键技术之一。由哈工大承担的某载人运输飞船训练模拟器视景显示系统的模拟飞行效果达到了国内领先、国际先进水平。

  过去我国航天飞行训练模拟器为美国进口设备,在使用过程中,航天员反映,其视景显示系统模拟亮度低,图像存在一定的畸变,与真实情况差异比较大,无法模拟出逼真的效果。2009年,哈工大光学目标仿真与测试技术研究所所长康为民带领其团队承担了“载人运输飞船训练模拟器视景显示系统”项目。该项目是航天飞行训练模拟器的重要环节,即航天员飞行训练观察的视景显示成像部分。团队采用反射式无限远视景生成机理及像差修复技术,成功研制出训练模拟器视景显示系统,该系统具有图像清晰、纵深感强、成像距离远等优点,是一种高性能的非瞳孔形式的光学显示系统。(刘培香 刘忠奎 记者赵宇清)

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【编辑:王慧】
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直隶巴人的原贴:
我国实施高温补贴政策已有年头了,但是多地标准已数年未涨,高温津贴落实遭遇尴尬。
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