2017年4月20日19時(shí)41分,隨著“天舟一號(hào)”順利發(fā)射升空;4月22日中午,與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室成功進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。
“只運(yùn)貨,不送人”的“太空快遞員”天舟一號(hào)不僅開(kāi)啟了我國(guó)空間站時(shí)代,也在重要部件——石英撓性加速度計(jì)的“功勞簿”上又增添了濃墨重彩的一筆。
這個(gè)由中國(guó)航天科工三院33所研制的功勛產(chǎn)品,繼助力神舟飛船歷次飛行任務(wù)、嫦娥系列飛行任務(wù)之后,又以穩(wěn)定的表現(xiàn)為我國(guó)航天事業(yè)發(fā)展提供了重要技術(shù)保證。
據(jù)悉,石英撓性加速度計(jì)是一種通過(guò)敏感石英擺片相對(duì)位置變化來(lái)檢測(cè)加速度的精密慣性傳感器,通過(guò)計(jì)算可以準(zhǔn)確獲得系統(tǒng)的速度和位置,為各類(lèi)系統(tǒng)的導(dǎo)航、制導(dǎo)、控制、調(diào)平等提供精確的加速度測(cè)量信號(hào),已廣泛應(yīng)用于航天、航空、船舶、兵器、石油、巖土工程等諸多領(lǐng)域。
密不透風(fēng)的“外衣”
此次“天舟一號(hào)”搭載的石英撓性加速度計(jì)有兩大使命:首先,用于測(cè)量飛船飛行過(guò)程的線加速度,為飛船確定自身方位提供信息;此外,對(duì)載荷六自由度的空間運(yùn)動(dòng)作精確測(cè)量,幫助平臺(tái)精準(zhǔn)消除振動(dòng)。
中國(guó)航天科工三院33所石英撓性加速度計(jì)主任設(shè)計(jì)師魏超介紹說(shuō),為了保證交會(huì)對(duì)接高精度的測(cè)量要求,必須給石英撓性加速度計(jì)“穿”上一套密不透風(fēng)的“外衣”,防止內(nèi)部氣體在真空環(huán)境下的泄漏。
33所的科研人員在通過(guò)反復(fù)驗(yàn)證后,最終確定了石英撓性加速度計(jì)密封外衣材料用的膠接劑,并模擬太空使用環(huán)境,對(duì)這件密封外衣進(jìn)行了振動(dòng)、沖擊、熱循環(huán)、熱真空等嚴(yán)酷試驗(yàn)的考核,為石英撓性加速度計(jì)在真空環(huán)境工作提供了堅(jiān)實(shí)屏障。
為了給“天舟一號(hào)”提供最可靠的產(chǎn)品,33所的技術(shù)人員在8個(gè)月的時(shí)間里,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了溫度循環(huán)、振動(dòng)沖擊、低氣壓、離心實(shí)驗(yàn)等苛刻的試驗(yàn)驗(yàn)證,確保了產(chǎn)品性能的萬(wàn)無(wú)一失。
“心細(xì)如發(fā)”測(cè)試微重力
此次搭載天舟一號(hào)飛天的,還有一套服務(wù)于我國(guó)未來(lái)實(shí)驗(yàn)室,有著高微重力水平要求的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷支撐平臺(tái)——空間微重力主動(dòng)隔振平臺(tái)。
為了確保平臺(tái)的良好運(yùn)行,石英撓性加速度計(jì)必須精確測(cè)量空間科學(xué)試驗(yàn)載荷的微重力加速度大小。如果沒(méi)有石英撓性加速度計(jì)提供的數(shù)據(jù),隔振平臺(tái)就“不知道”該化解多大的振動(dòng)影響。
對(duì)于這個(gè)測(cè)量工作的難度,魏超用了一個(gè)形象的比喻——相當(dāng)于觀測(cè)一根頭發(fā)絲掉在地上產(chǎn)生的影響,精度往往是μg(微克)級(jí)別的。
“隨著技術(shù)的不斷突破,石英撓性加速度計(jì)將有望在更加宏偉的空天探測(cè)任務(wù)中,再次帶給人們新的、更大的驚喜?!彼詈笳f(shuō)道。
(原文標(biāo)題:功勛“神器”再立新功)