原标题:刚刚,神舟十二号航天员安全“回家”,哈工大技术成果全程护航!
来源:哈尔滨工业大学
9月17日13时30分许
神舟十二号载人飞船返回舱
反推发动机成功点火后
安全降落在东风着陆场预定区域
这是神舟飞船
首次在东风着陆场着陆
神舟十二号载人飞船
三名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波
顺利返回地球
神舟十二号载人飞行任务
取得圆满成功!
建造空间站、建成国家太空实验室
是实现我国载人航天工程
“三步走”战略的重要目标
是建设科技强国、航天强国的
重要引领性工程
一起回顾今年以来
中国空间站的首次太空之旅
4月29日11时23分
搭载中国空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场成功发射,中国空间站在轨组装建造全面展开;
5月29日20时55分
搭载天舟二号货运飞船的长征七号遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场成功发射;
30日5时01分,天舟二号货运飞船采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口;
6月17日9时22分
搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射;
18时48分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着天和核心舱正式开始载人飞行;
7月4日14时57分
经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功;
9月16日8时56分
神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离,航天员返程进入倒计时
▲神舟十二号载人飞船撤离模拟图
从天和核心舱到天舟二号货运飞船
从火箭发射到交会对接
从“太空首单”到航天员出舱
哈工大多项技术成果提供有力支撑
确保此次任务取得圆满成功
下面就跟随小编一起盘点
中国空间站首次任务中的哈工大力量
空间站天和核心舱是我国目前研制的最大航天器,计划在轨运行时间长达15年,遭受空间碎片撞击(速度高达每秒数千米)的概率相对较高,运行安全受到威胁。舱内有航天员长期驻留,其安全性更需要得到保障。航天学院庞宝君教授团队开发的空间碎片撞击在轨感知技术在天和核心舱得到成功应用,该技术可在舱体遭到空间碎片撞击时,为航天员和地面控制人员及时采取应对措施提供依据,保护航天员安全。
研究团队历时7年,进行了百余次小尺寸试件及近两百次大尺寸舱壁结构件超高速撞击试验,完成了样本库建立及定位算法优化,突破了大型复杂几何体结构撞击的快速定位、多舱段组合体模糊区域撞击的判别、复杂舱壁结构中撞击声发射信号的参数识别等关键技术,最终成功实现空间碎片撞击在轨感知技术的工程应用。该技术还将应用于空间站问天、梦天实验舱。
空间机械臂是我国空间站的关键设备,未来承担着宇航员出舱活动、空间站建设、使用和维护等核心任务,为我国长期空间驻留和在轨服务提供了关键装备保障。航天学院齐乃明教授团队研制的多维、高保真零重力装调及试验的系列装备,圆满完成了核心舱机械臂总体装配和各阶段的地面测试。
天和核心舱机械臂零重力装配及试验系统(央视《大国重器》报道)
团队从2007年开始参与核心舱机械臂的研制,历时十余年,首创了气浮式零重力装配及试验技术,攻克了微低重力环境下大型空间装备的高精度柔性装配和高保真试验等一些列难题,完成了7自由度10米跨度的大型空间机械臂全维度、近零重力装配和高保真试验,为大型空间机械臂的研制和地面试验做出了重要贡献,有力保障了工程型号任务的顺利实施。
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空间交会对接是现代航天器长期在轨运行期间不可缺少的操作,是载人航天活动三大基本技术之一。空间对接机构是实现空间飞行器间在轨的机械连接、建立航天器联合飞行的组合体和安全分离的系统。从2011年神舟八号飞船与天宫一号进行首次空间对接任务开始,到此次神舟十二号与天和核心舱的交会对接,我国已经成功实施5次载人飞船的空间对接任务。这背后,始终有来自我校科研团队的技术支持。
神舟载人飞船与空间站天和核心舱、天舟货运飞船组合体交会对接模拟图
材料学院王浪平教授团队采用离子注入与沉积技术实现了硬度与成分双梯度过渡复合表面强化层的制备,获得了太空环境下的高抗磨损、自润滑和防冷焊等性能,从而攻克了空间对接机构核心零件的表面强化难题,并研制了离子注入与沉积工业化装备,为空间对接机构上50余个核心零件的表面强化提供了设备条件,实现了关键技术的自主可控,保障了神舟八号到神舟十二号飞船与目标飞行器的可靠对接,并被航天八院授予“首次空间对接任务优秀协作单位”。
机电学院赵杰教授团队研制的空间对接机构地面测试系列装备,近二十余年来服务于上海航天技术研究院,在对接机构样机研制、定型考核、发射前校验等过程中发挥了不可替代的作用,圆满完成了空间对接机构研制各阶段的地面测试,其中团队首创对接过程瞬时动能等效的集约化模拟试验装置,解决了大质量飞行器对接过程全尺寸、高逼真模拟的工程化难题,确保我国载人航天工程中历次空间对接任务的万无一失。
化工与化学学院黄玉东教授团队完成了神舟系列飞船12号逃逸系统发动机喷管扩散段关键技术的研制任务。针对喷管扩散段复合材料中纤维与树脂界面结合不均匀问题,团队发明了酚醛树脂与增强体复合过程中的界面浸渍强化新工艺及其新装备,形成了固体火箭发动机喷管成型的通用技术。采用此技术可使复合材料层间剪切强度的离散系数降低,极大提升了发动机喷管的质量可靠性和安全性,为保证航天员的生命安全奠定了坚实的基础。
继2008年神舟七号载人飞行任务后,中国航天员再次实施空间出舱活动,也是空间站阶段中国航天员的首次空间出舱活动。神舟十二号航天员刘伯明、汤洪波身着的是中国自主研制的新一代“飞天”舱外航天服。材料学院金属复合材料与工程研究所武高辉教授团队和流体高压成形技术研究所的技术成果为保障航天员身着舱外航天服完成长时间的舱外操作作出了积极贡献。
航天员佩戴舱外服反光镜出舱
反光镜是舱外航天服的重要组成部分之一,起到扩展航天员视野的作用,其使用条件十分特殊,要求超薄超轻、可见光反射率大于98%,同时在空间辐照、冷热冲击、跌落冲击、硬质点磕划等条件下仍保持优异的光学指标。武高辉教授团队采用自主知识产权的光学级铝基碳化硅(SiC/Al)复合材料技术,突破了传统反光镜径厚比的极限,创造了1:25的超薄纪录,经特殊的稳定化处理和镀膜处理达到设计要求,保障了航天员出舱活动的顺利进行。
舱外航天服就是一个穿在身上的小型“飞船”,其中生命保障系统的氧气输送管路是航天员的“生命线”,直接关系到航天员出舱活动期间的生命安全,可靠性要求极高。材料学院流体高压成形技术研究所与中国航天员科研训练中心、航天一院组成合作团队,采用发明的双调热介质成形技术,经过从初样到正样的两年多艰苦攻关,突破了壁厚均匀性控制等关键技术,最终成功研制出整体结构复杂异形氧气输送管件,消除了传统结构的全部焊缝,为保障航天员长时间出舱活动期间的生命安全作出了重要贡献。
监测和保障航天员的健康是中国航天员科研训练中心的重要任务,而航天员在天和核心舱做健康监测所使用的超声设备,正是来自深圳开立医疗的X5彩色超声成像系统,航天学院沈毅教授团队参与了该项目的设计与研制。在研制过程中,团队特别将航天器低功耗与可靠性设计方面的经验应用于该产品中,并在高湿、高盐、高海拔等复杂环境下的可靠性设计方面做了大量工作,出色地完成了相关任务,并取得多项关键技术突破。
航天员在空间站使用彩超(图片由中国航天员科研训练中心提供)
长征七号是我国新一代运载火箭家族的主要成员,是载人航天工程为发射货运飞船而全新研制的中型运载火箭。伺服机构蓄压器壳体作为长七系列火箭伺服控制系统的关键部件,直接关系飞行控制精度的可靠性;五通件是火箭液氧增压输送系统中的核心关键件,直接关系四台并联工作发动机的可靠性。在天舟二号货运飞船顺利完成中国“太空首单”任务的背后,我校和航天一院合作攻关,研制的火箭伺服系统耐磨动密封涂层轻量化蓄压器壳体和整体五通件两项技术成果发挥了重要作用。
▲长七火箭垂直转运(杨成摄)
从2016年6月25日长征七号火箭成功首飞以来,材料学院周玉院士创新群体王亚明教授课题组研发的耐磨动密封陶瓷涂层技术,突破了陶瓷涂层致密化理论与技术、复杂型腔内壁涂层均匀生长与抛光等技术难题,已经实现伺服机构蓄压器壳体耐磨动密封涂层高质量稳定制备;苑世剑教授团队研发的流体压力成形技术,突破传统多块拼焊结构可靠性低的难题,在国际上首次研制出整体结构五通件并实现高质量稳定生产。两项成果均成功用于长七遥一、遥二火箭,以及长七甲遥一、遥二火箭。
值得一提的是
承担此次任务的航天院所
活跃着一大批哈工大校友
他们心怀航天梦想
在爱国奉献中为母校赢得了荣光
哈工大与中国航天的故事