Paseo espacial de la nave espacial Shenzhou 7

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea del People's Daily]: Shenzhou 7 informa que la puerta de la cabina es hermética. [17:10]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Desde la cámara fuera del módulo orbital, podemos ver el sol apareciendo entre Shenzhou 7 y la Tierra. [17:08]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea del People's Daily]: Los astronautas están probando el estado de sellado de la escotilla. [17:02]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: El módulo orbital está cerrado normalmente. [17:01]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: La puerta de la cabina se ha cerrado. [17:00]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario de la gente]: Empiece a cerrar la escotilla. [16:59]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Podemos ver la tierra azul desde la escotilla abierta. [16:59]

[Equipo de informes frontales del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: El trabajo extravehicular está completo. [16:58]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang ha regresado por completo a la cabina. [16:58]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang quitó el gancho de protección extravehicular. [16:57]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea del People's Daily]: Liu Boming ayudó a retraer los cables y cinturones protectores en la cabina. [16:56]

[Equipo del informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario de la gente]: comenzó a ingresar a la cabina [16:55]

[Informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario de la gente] Equipo]: Zhai Zhigang se está preparando para regresar al módulo orbital. [16:55]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: La nave espacial actual está en buenas condiciones. [16:52]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang informó que se siente bien. [16:52]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang comenzó el trabajo extravehicular y entregó los productos de prueba extravehicular a Liu Boming para que los llevara de regreso a la cabina. [16:51]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario de la gente]: Han pasado 10 minutos desde que salimos de la cabina. [16:49]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang agitó la bandera roja de cinco estrellas en el espacio. [16:48]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: El vuelo está funcionando normalmente. [16:47]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Contra el fondo del espacio negro, la figura blanca del astronauta es particularmente clara. [16:46]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang ha abandonado la cabina. [16:45]

[Equipo de informes frontales del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang saludó a todos fuera de la cabina, sintiéndose bien y saludando a la gente de todo el país. [16:44]

[Equipo de informes frontales del Centro de control de vuelo en línea diario de la gente]: comience a salir de la cabina [16:43]

[Equipo de informes frontales del Centro de control de vuelo en línea de People's Daily] ]: Zhai Zhigang Cuelga un gancho fuera de la cabina. [16:43]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang extendió su mano izquierda fuera de la escotilla. [16:42]

[Equipo de informes frontales del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: La escotilla está completamente abierta. [16:41]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Se ha abierto la escotilla. [16:39]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Zhai Zhigang giró la manija con su mano derecha y la escotilla se abrió un poco. [16:37]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Abra la escotilla orbital y Shenzhou 7 comienza a salir de la cabina. [16:34]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea del People's Daily]: Los dos astronautas informaron que sus trajes espaciales funcionan bien, están listos para salir de la cabina y se encuentran en buenas condiciones físicas. . [16:33]

[People's Daily Online Dos astronautas realizaron una prueba de llamada y convirtieron la voz por cable en voz inalámbrica. [16:32]

[Equipo de informe frontal del Centro de control de vuelo en línea diario del pueblo]: Los astronautas están haciendo las confirmaciones finales antes de abandonar la nave espacial.

[16:31] Ejecución de la misión

A las 21:10 del 25 de septiembre de 2008: se lanzó la nave espacial Shenzhou 7 con tres astronautas. 21:30: La nave espacial entra en órbita con normalidad. 22:07: El primer entorno espacial previsto para actividades en órbita y extravehiculares después del lanzamiento de Shenzhou VII: el entorno espacial es tranquilo y seguro para la operación en órbita de la nave espacial. 26 de septiembre de 2008, 4:04: La nave espacial Shenzhou 7 cambió con éxito su órbita de una órbita elíptica a una órbita casi circular. 10:20: Los astronautas comienzan a ensamblar y probar trajes espaciales extravehiculares. 21:47: Se ensamblan los dos trajes espaciales extravehiculares de "Feitian" y "Sea Eagle". 21:59: El astronauta Zhai Zhigang habla con el espacio de pruebas del centro de control de vuelo. A las 22:25, los astronautas comenzaron a ponerse su equipo personal. 23:36: Zhai Zhigang hizo su debut en el espacio vistiendo el traje espacial extravehicular "Feitian" desarrollado independientemente por China.

27 de septiembre de 2008, 13:57: Se cierra la puerta del módulo de retorno y los astronautas comienzan los preparativos para abandonar la cápsula. 15:30: La verificación de estanqueidad del traje extravehicular es normal y la verificación de la válvula de presión de aire es normal. 15:48: El centro de mando aprueba que el módulo orbital comience a despresurizarse. El módulo orbital Shenzhou VII comenzó a despresurizarse por primera vez. 16:22: Los astronautas se ponen sus trajes espaciales extravehiculares. 16:24: Han finalizado todos los pasos importantes de la actividad extravehicular. Los preparativos de los astronautas para inhalar oxígeno, expulsar nitrógeno y liberar presión están completos. A las 16:48, Zhai Zhigang dio el primer paso en el espacio y comenzó la primera caminata espacial china. 16:59: Zhai Zhigang entró en el módulo orbital y cerró completamente la puerta del módulo orbital para completar la caminata espacial. 20:16: El satélite que lo acompaña completó 20 minutos de tomar fotografías de Shenzhou 7, y la imagen fue muy clara. 21:45: Los tres astronautas a bordo de Shenzhou 7 tienen una llamada espacio-Tierra con sus familias.

A las 11:06 del 28 de septiembre de 2008, los astronautas se pusieron sus trajes espaciales en la cabina. Aproximadamente a las 11:16, los tres astronautas se pusieron los trajes presurizados de cabina y se prepararon para el regreso. Los datos de control de retorno se inyectarán en la nave espacial. Aproximadamente a las 11:46, los datos de control de retorno fueron inyectados en la nave espacial. Aproximadamente a las 12:51, la puerta de la cabina de regreso de Shenzhou 7 se cerró y comenzó la fase de regreso de Shenzhou 7. A las 16:51, el Centro de Control de Vuelo de Beijing anunció que la nave espacial había entrado en una órbita de retorno normal. A las 17:12 el módulo de propulsión y el módulo de retorno despegaron con éxito. A las 17:20, la nave espacial Shenzhou 7 voló hacia el cielo sobre China. Aproximadamente a las 17:20 se abrió el paracaídas de la cápsula de regreso. A las 17:21, la nave espacial entró en la zona negra y las comunicaciones con el centro de control en tierra se interrumpieron temporalmente. Alrededor de las 17:22, la nave espacial entró en el cielo sobre el lugar de aterrizaje principal. Aproximadamente a las 17:24, la nave espacial salió volando de la zona de la barrera negra. A las 17:36, Shenzhou 7 completó su misión espacial tripulada y la cápsula de regreso aterrizó sin problemas. Alrededor de las 18:22, el astronauta Zhai Zhigang salió con éxito de la cabina, y alrededor de las 18:23, los astronautas Liu Boming y Jing Haipeng salieron con éxito de la cabina.

Innovación y avances

El objetivo principal de la misión espacial tripulada Shenzhou 7 es abrirse paso y dominar la tecnología de las actividades extravehiculares de los astronautas, lo cual es consistente con el "Shenzhou 5" y En comparación con esto, las misiones Shenzhou 6 han logrado importantes avances técnicos en tecnologías clave como la cabina de esclusa de aire de la nave espacial tripulada, los trajes espaciales extravehiculares y el entrenamiento en tierra de los astronautas.

La primera es la tecnología de diseño integrado de. la cabina de la esclusa de aire y la cabina de estar Tiene un diseño completamente nuevo y sirve como cabina de estar para astronautas y esclusa de aire de EVA. Se han agregado funciones de alivio de presión y control de represión, funciones de soporte espacial de EVA, funciones de soporte de traje espacial extravehicular, EVA. funciones de comunicación por radio y actividades extravehiculares, funciones de iluminación y cámara, control manual y funciones de visualización durante la preparación para actividades extravehiculares, etc.

La segunda es la tecnología de diseño de programas de vuelo para actividades extravehiculares. los procedimientos de vuelo para actividades extravehiculares, considerar la órbita operativa y la medición y control en tierra, el balance de energía, el control de actitud, la adaptabilidad del entorno espacial y otras limitaciones, y mediante la asignación razonable y óptima de los recursos de las naves espaciales, una plataforma de programa con apoyo de vuelo en órbita. para actividades extravehiculares.

El tercero es el medio. Tras el diseño del sistema de terminal de datos satelitales y la tecnología de diseño de pruebas en órbita, la nave espacial Shenzhou 7 llevó el primer sistema de terminal de datos de usuario del satélite de retransmisión de China. y realizó la primera prueba de transmisión de datos del sistema de retransmisión de datos espacio-tierra en China.

En cuarto lugar está la tecnología de localización y la aplicación de productos aeroespaciales.

El uso de productos de producción nacional para algunos dispositivos y componentes clave es de gran importancia para promover la ciencia y la tecnología aeroespaciales, impulsar el progreso científico y tecnológico relacionado de China y desarrollar ciencia y tecnología innovadoras e independientes.

El quinto es el diseño y la tecnología de aplicación de la capacidad de vuelo de tres personas de la nave espacial tripulada. Está diseñado y equipado con equipos de control ambiental basados ​​en los indicadores metabólicos del cuerpo humano de tres personas, proporciona espacio para vivir y trabajar para tres astronautas y diseñó los procedimientos de comando, operación y relación de colaboración para los tres astronautas.

En sexto lugar está la tecnología de diseño de seguridad de separación y soporte de liberación para los satélites que la acompañan. Proporciona una plataforma de liberación y capacidad de liberación para los satélites que la acompañan, y resuelve el problema del impacto en la seguridad de la nave espacial después de la liberación de los satélites que la acompañan.

Tecnología de esclusa de aire

La mayoría de los desafíos y características en el diseño de la nave espacial Shenzhou-7 surgieron del desarrollo de la esclusa de aire.

La nave espacial Shenzhou-7, al igual que la nave espacial Shenzhou-6, tiene una estructura de tres compartimentos: un módulo de propulsión, un módulo de retorno y un módulo orbital. Para completar las actividades extravehiculares de los astronautas, se ha mejorado el módulo orbital, conservando la función del módulo de vida de los astronautas y sirviendo como una esclusa de aire necesaria para las actividades extravehiculares.

La función de la esclusa de aire es similar a la esclusa de barco de la presa de las Tres Gargantas en el río Yangtze. La diferencia es que la esclusa de barco se usa para ajustar el nivel del agua y la cabina de esclusa de aire se usa para ajustar. la presión del aire. Antes de que los astronautas abandonen la cabina, la cabina de la esclusa de aire puede liberar aire rápidamente, llevando la presión dentro de la cabina a una presión cercana a cero en un estado de vacío después de que los astronautas regresan, la cabina de la esclusa de aire puede restaurar rápidamente la presión a una atmósfera estándar. La esclusa de aire también debe estar equipada con otros equipos e instalaciones para apoyar las actividades extravehiculares de los astronautas en el espacio.

Aunque está modificado sobre la base del módulo orbital "Shenzhou VI", "un movimiento afecta a todo el cuerpo". El módulo orbital (módulo de esclusa de aire) de Shenzhou VII es en realidad una nave espacial completamente nueva. A juzgar por la apariencia, se han retirado un par de paneles solares, se han instalado varias botellas de gas esféricas en la parte superior y también se incluyen varios satélites pequeños que lo acompañan. Desde el punto de vista de la estructura interna, está equipado con equipos de apoyo a bordo como botellas de gas represurizado, dos juegos de trajes espaciales extravehiculares, equipos de alivio y control de represión y una consola de apoyo a la salida. También proporciona sacos de dormir, calentamiento de alimentos, Necesidades personales diarias y suministros personales. Accesorios sanitarios y otras instalaciones de vivienda. La cabina de la esclusa ha sido completamente rediseñada para este fin, partiendo desde cero del diseño de los circuitos, las medidas de protección térmica, el diseño de la pirotecnia y las interfaces de los sistemas de software y hardware. Es indispensable para pruebas de resistencia estructural, vibración, vacío térmico y otras pruebas ambientales extremas.

Ya sea que los astronautas salgan de la cabina para una caminata espacial o regresen al módulo orbital, es muy importante cerrar la puerta de la cabina. Por eso, la puerta de la cabina de la nave espacial es llamada la "puerta de la vida y la muerte". diseñadores. Aunque la puerta de salida sólo pesa 20 kilogramos, consta de más de 170 piezas. Sobre la base del uso de tecnologías maduras, como el principio de funcionamiento y la forma de diseño de la escotilla Shenzhou VI, la escotilla Shenzhou VII ha sido objeto de más de diez proyectos de diseño mejorado. Teniendo en cuenta que los astronautas usan trajes espaciales extravehiculares, el volumen de la ropa aumentará después de ser presurizada, y el diámetro de la escotilla del "Shenzhou 7" también es mayor que el del Shenzhou 6. La puerta de la trampilla se puede abrir, cerrar y sellar de forma fiable. Estos son tres eslabones muy importantes. En el vacío, las altas y bajas temperaturas y el entorno espacial sin peso, abrir la escotilla no es tan fácil como abrir y cerrar la puerta en el suelo. Además, si no se puede sellar la escotilla, la cabina orbital no se puede represurizar, lo que significa que los dos astronautas no podrán quitarse sus trajes espaciales extravehiculares y regresar a la cápsula de regreso. En 2004, los diseñadores desarrollaron especialmente un dispositivo de interruptor de puerta de cabina con ambiente térmico de vacío para lograr una verificación experimental en tierra en ambientes de vacío y de alta y baja temperatura. En el "tanque de vacío" dedicado a la escotilla, está instalado un mecanismo de apertura y cierre de la escotilla, a modo de manipulador que simula el funcionamiento de un astronauta. Para obtener datos sobre la escotilla en el entorno espacial más duro, los diseñadores también ajustaron la temperatura del "tanque de vacío" a menos 45 grados y por encima de cero. Mediante la operación de la computadora, se obtienen datos de verificación experimental.

La cabina de la esclusa de aire tiene 9 botellas de oxígeno, de las cuales 3 se utilizan en cada uno de los dos trajes espaciales, y las otras 3 son botellas de gas de cabina. En circunstancias normales, no se utilizan tantas botellas de oxígeno. La mayor cantidad es para tratar anomalías.

El pequeño satélite que lo acompaña en la parte superior de la cabina está al lado de cinco botellas de gas represurizadas. Para evitar que los fragmentos generados durante la liberación del pequeño satélite golpeen el cilindro de gas como una bala, los investigadores también colocaron un chaleco antibalas en el cilindro de gas. Además, los sistemas de comunicación inalámbricos por cable y extravehiculares en la cabina de la esclusa de aire, la interfaz de visualización de operación de actividad extravehicular, la iluminación, los dispositivos de cámara y otros equipos están llenos de sabiduría de los diseñadores.

Tecnología del sistema

Para la misión Shenzhou-7, las actividades extravehiculares son la mayor innovación tecnológica de este vuelo. Para las actividades extravehiculares, la selección y el entrenamiento de astronautas y el desarrollo de trajes espaciales extravehiculares son tecnologías clave que afectan directamente el éxito o el fracaso del vuelo.

1. Entrenamiento en actividades extravehiculares

Dadas las características de la misión Shenzhou 7, que incluye muchas operaciones activas, alta dificultad y situaciones complejas de respuesta a emergencias en órbita, el astronauta sistema cuidadosamente considerado varios Ante posibles situaciones y riesgos complejos, debemos partir del combate real, fortalecer estrictamente el entrenamiento basado en las dificultades y mejorar efectivamente la capacidad para realizar tareas, especialmente en el manejo de diversas situaciones de emergencia. En términos de diseño del programa, heredamos completamente la experiencia exitosa de Shenzhou 5 y Shenzhou 6, basada en las características de las actividades extravehiculares, combinadas con la situación real de diversos recursos, en base a los diversos planes más difíciles y complejos, formulados científica y racionalmente. y planes, y organizó a seis miembros del personal aeroespacial que fueron inicialmente seleccionados. Los miembros completaron tareas de capacitación específicas. Esta formación dirigida incluye los siguientes 6 aspectos:

1. Se llevó a cabo una misión de prueba conjunta hombre-buque-tierra;

2. Realicé entrenamiento de astronautas en un tanque de entrenamiento de ingravidez simulado;

3. Completó la capacitación en el simulador de entrenamiento de procedimientos de actividad extravehicular de astronautas;

4. Completó la formación del simulador de base fija en esta etapa;

5. Realicé capacitación intensiva en trajes espaciales extravehiculares y capacitación teórica y operativa en cabinas de esclusas de aire;

6. Se llevaron a cabo capacitaciones que incluyeron aprendizaje de manuales de vuelo, capacitación en imágenes mentales, capacitación física, capacitación en operación de equipos de envío, capacitación técnica de naves espaciales, revisiones y debates grupales, etc.

Estas capacitaciones específicas sentaron una base sólida para garantizar la implementación sin problemas de Shenzhou-7.

2. Traje espacial extravehicular

El traje espacial extravehicular es otra tecnología clave para la misión Shenzhou-7. El traje espacial extravehicular es en realidad un sistema de soporte vital extravehicular condensado. La ropa se utiliza para proporcionar presión atmosférica, suministro de oxígeno, control de temperatura y humedad, etc. para los astronautas que viajan fuera de la cabina. Los trajes espaciales extravehiculares brindan soporte vital, protección de seguridad y apoyo de comunicación a los astronautas en el espacio. Son el equipo principal para las actividades extravehiculares de los astronautas. El sistema es complejo, altamente integrado, técnicamente difícil y requiere alta seguridad y confiabilidad. Desde 1995, China ha iniciado investigaciones sobre tecnologías clave y el desarrollo de componentes de trajes espaciales extravehiculares. En 2004, después de que se lanzó por completo el desarrollo de trajes espaciales extravehiculares, se completó sucesivamente el desarrollo de planos, prototipos preliminares y prototipos finales, y se produjeron múltiples conjuntos de trajes espaciales extravehiculares para vuelo y entrenamiento de astronautas en tierra.

Durante el proceso de desarrollo, China llevó a cabo una gran cantidad de pruebas y verificaciones en tierra para trajes espaciales extravehiculares, estableció una serie de condiciones de garantía de pruebas de entrenamiento y desarrolló simuladores de entrenamiento en tierra de astronautas y simulaciones de tanques de flotabilidad neutra. En el entorno ingrávido del espacio, la cabina de entrenamiento de baja presión se utiliza para simular el entorno de vacío térmico del espacio, y el simulador de entrenamiento del programa extravehicular se utiliza para el entrenamiento del programa y el entrenamiento en manejo de fallas. Varias pruebas en tierra y datos experimentales muestran que los indicadores de rendimiento del traje espacial extravehicular "Feitian" pueden satisfacer las necesidades de los astronautas de la misión Shenzhou 7 para actividades extravehiculares. El coste de un solo traje espacial extravehicular desarrollado por China es de unos 30 millones de yuanes.

El satélite de retransmisión

"Tianlian-101" se utilizó por primera vez en el vuelo espacial tripulado "Shenzhou 7", haciendo que la medición y control de la nave espacial "Shenzhou 7" sea la La tasa de cobertura aumentará considerablemente de los 12 originales a aproximadamente 60. El lanzamiento exitoso del satélite de retransmisión marca un nuevo progreso en las capacidades de gestión y emergencias aeroespaciales de China. "Tianlian-101" se ha aplicado y ha desempeñado un papel importante en tres aspectos:

——La flota de reconocimiento "Yuanwang" más más de diez estaciones terrestres pueden proporcionar la nave espacial "Shenzhou" Proporciona 12 medidas y control cobertura. Un único satélite de retransmisión puede cubrir el 50% de la órbita de vuelo de la nave espacial, lo que ha mejorado cualitativamente tanto los beneficios económicos como la eficiencia de uso.

——Cuando una nave espacial falla en el espacio, la oportunidad de rescate a menudo se mide en segundos. Una vez perdida, puede causar pérdidas irreparables. A medida que aumente el número de satélites chinos, la tasa de fallos aumentará inevitablemente. Zhang Jianqi dijo que después de que el satélite de retransmisión entre en uso, las fallas de la nave espacial se detectarán y resolverán lo antes posible.

——Los datos científicos obtenidos por satélites de aplicaciones, como satélites de recursos y satélites ambientales, solo se pueden descargar y utilizar cuando el satélite pasa sobre la estación terrestre. Si se produce un desastre natural importante, la mejor respuesta será. oportunidad perdida. Los satélites de retransmisión pueden permitir que todo tipo de satélites descarguen datos en tiempo real y los apliquen de manera oportuna, y son multiplicadores de rendimiento para todo tipo de satélites de aplicación.

Misión de prueba en órbita

Lo más destacado de la nave espacial tripulada Shenzhou-7 es que, además de que los astronautas abandonen la cabina, otra tarea importante es la prueba en órbita. Cuando se lanzó la nave espacial Shenzhou 7, se liberó una estrella compañera al mismo tiempo, y esta estrella compañera se utilizó para tomar fotografías y observaciones en video de la nave espacial. El éxito de esta misión de prueba de estrella compañera marca que China se ha convertido en el tercer país del mundo en dominar la tecnología de liberación espacial y órbita. Además, la nave espacial tripulada Shenzhou 7 también realizó pruebas en órbita de materiales lubricantes sólidos después de que los materiales lubricantes sólidos proporcionados por la Academia de Ciencias de China quedaran expuestos en el espacio exterior, los astronautas los recuperaron durante caminatas extravehiculares.

1. Prueba de satélite acompañante

Un satélite acompañante es un satélite que realiza movimientos relativos periódicos en las proximidades de otra nave espacial.

La nave espacial tripulada Shenzhou 7 es la primera vez que China lleva a cabo la liberación en órbita de una estrella compañera desde una plataforma de nave espacial y las correspondientes pruebas de vuelo de la estrella compañera. Los objetivos de su misión son: probar y. verificar la tecnología de liberación en órbita de la estrella compañera después de que se libere la estrella compañera, tomar fotografías y observar en video la nave espacial después de que regrese el módulo de retorno, será controlado por el sistema de control y medición en tierra para seleccionar una oportunidad para; Realizar pruebas en el módulo orbital para formar una pista de vuelo complementaria, sentando las bases técnicas para ampliar el campo de aplicaciones espaciales en misiones posteriores del proyecto espacial tripulado.

El satélite compañero de la nave espacial tripulada Shenzhou-7 es el primer microsatélite espacial compañero de China desarrollado sobre la base de heredar la tecnología madura del pequeño satélite "Innovación 1" de la Academia de Ciencias de China. El satélite compañero adopta una serie de diseños innovadores y avanza en una serie de tecnologías clave, muchas de las cuales se utilizan por primera vez en China. El satélite compañero adopta un diseño integrado de estructura de dos cabinas, utilizando material de aleación ligera de magnesio como marco estructural principal, y la placa de soporte también se utiliza como placa de instalación de la única máquina en el satélite, lo que mejora la densidad funcional de el satélite y hace que la masa total del satélite no supere los 40 kg. Al mismo tiempo, tiene múltiples funciones como imágenes ópticas, almacenamiento comprimido de gran capacidad, cambio de órbita maniobrable, vuelo de acompañamiento, navegación autónoma, apuntamiento multimodo y medición. y controlar la transmisión de datos.

La función de la estrella compañera de la nave espacial tripulada Shenzhou 7 determina los altos requisitos y dificultades en el desarrollo de este satélite. El Centro de Ingeniería de Satélites de Shanghai de la Academia de Ciencias de China, responsable del desarrollo del satélite, ha logrado una serie de avances tecnológicos a través de una serie de investigaciones técnicas:

1. Vídeo en color y almacenamiento eficiente de información. La estrella compañera de la nave espacial tripulada Shenzhou-7 está equipada con una cámara de luz visible de doble lente, que puede usar de manera flexible dos lentes con diferentes distancias focales para realizar observaciones fotográficas en color de alta resolución o observaciones en video de alta velocidad de fotogramas de la nave espacial. en un amplio rango de varios metros a varios kilómetros. El algoritmo de compresión de imágenes JPEG2000 de la estrella mejora enormemente la eficiencia del almacenamiento de datos. La memoria de gran capacidad incorporada puede almacenar hasta más de 3000 fotografías.

2. Módulo de potencia de alta eficiencia. El principal panel solar doméstico de tres uniones GaInP2/GaAs/Ge de alta eficiencia utilizado tiene una eficiencia de conversión fotoeléctrica superior a 26,5, que está cerca del nivel extranjero avanzado; el satélite compañero es el primer ion de litio de gran capacidad utilizado en el país; batería como fuente de energía de la nave espacial en órbita, y ha pasado el El diseño optimizado del controlador de energía realiza un control seguro y una protección inteligente del paquete de baterías de iones de litio y garantiza el suministro de energía del satélite compañero en órbita.

3. Módulo de control de actitud miniaturizado con modo de señalización multitarea. El satélite acompañante de la nave espacial tripulada Shenzhou 7 tiene capacidades de determinación de órbita autónoma por GPS y capacidades de control de actitud estable de tres ejes. Además de la orientación de actitud en tierra convencional, también tiene orientación de nave espacial, maniobra y apuntamiento de actitud en órbita, orientación de objetivos de vuelo acompañante, etc. . una función apuntadora. El sensor solar, el magnetómetro, el giroscopio, la rueda de impulso, el par magnético, etc. que componen el módulo de control de actitud adoptan diseños miniaturizados. El peso total de los sensores solares en los tres lados no supera los 100 gramos. magnetómetro Adopte un diseño integrado de sonda y circuito.

4. Micropropulsión de gas licuado. La estrella compañera está equipada con un sistema de propulsión de gas licuado en miniatura para lograr maniobras orbitales, aproximación a objetivos espaciales, formación y mantenimiento de órbitas. El sistema tiene las ventajas de tamaño pequeño, peso ligero y bajo consumo de energía.

Mediante el control del gran circuito del espacio y la Tierra, podemos realizar órbitas cercanas y de alta precisión de objetivos de cooperación en África. Esta tecnología tiene un importante valor de aplicación para el futuro encuentro espacial y la tecnología de seguridad orbital y de acoplamiento de China.

5． Medición y control miniaturizados y transmisión digital. El satélite compañero de la nave espacial tripulada Shenzhou 7 adopta el sistema de control y medición de banda unificada (USB). Se instala un transpondedor de medición y control USB para realizar la gestión unificada de medición y control de los satélites compañeros en órbita mediante la red nacional de medición y control. También se instala una máquina de transmisión de datos de alta velocidad, con una velocidad de transmisión de datos de hasta 768; kbps, que puede descargar rápidamente al suelo los datos de imagen capturados por la cámara en órbita.

2. Pruebas en órbita de materiales lubricantes sólidos

Después de que la nave espacial tripulada Shenzhou 7 entró en órbita, comenzaron las pruebas de materiales lubricantes sólidos. El dispositivo de prueba de material lubricante sólido es un mecanismo de bloqueo que se puede bloquear de forma segura y desbloquear cómodamente. Durante la fase de lanzamiento, la plataforma de muestras con las muestras de prueba instaladas se fija de forma segura fuera de la cabina. La nave espacial vuela hasta que los astronautas abandonan la cabina. Actividades de la vuelta 29 a 30, los astronautas pueden desbloquear y recuperar cómodamente la etapa de muestra durante actividades extravehiculares.

El proceso de operación es: el astronauta abre el mecanismo de sujeción del dispositivo de prueba fuera de la cabina → recupera la mesa de muestra → la pasa al astronauta dentro de la cabina → el astronauta dentro de la cabina coloca la mesa de muestra la bolsa de recuperación de muestras después de que el astronauta ingresa a la cápsula de regreso, la plataforma de muestras y la bolsa de recuperación de muestras se fijan en la posición designada en la cápsula de regreso → después de que regresa la cápsula de regreso, las muestras de prueba se entregan a la planta de ensamblaje de la nave espacial;

Para garantizar el éxito de las pruebas de materiales lubricantes sólidos, el Instituto de Optoelectrónica de la Academia de Ciencias de China y el Instituto de Física Química de Lanzhou llevaron a cabo una serie de investigaciones técnicas y lograron tres avances tecnológicos clave:

1. Seguridad garantizada. La seguridad es el núcleo de las misiones espaciales tripuladas. En primer lugar, el producto en sí no debe tener ningún impacto en la flecha, la nave o las personas; al mismo tiempo, cualquier posible fallo no debe afectar a la seguridad; muestras de prueba científicas, debe garantizar la seguridad de las muestras de prueba durante todo el ciclo de prueba. De acuerdo con los principios anteriores, primero se requiere que el dispositivo no se pueda desbloquear accidentalmente durante el proceso de lanzamiento. Una vez que la plataforma de muestra se desbloquea accidentalmente durante el proceso de lanzamiento y la plataforma de muestra se separa del casco, las consecuencias serán desastrosas. , el dispositivo debe garantizar en primer lugar la absoluta fiabilidad del bloqueo. En el pasado, la mayoría de los productos aeroespaciales utilizaban pirotecnia para bloquear, pero la pirotecnia amenaza seriamente la seguridad de los astronautas. Por lo tanto, es necesario diseñar un mecanismo de bloqueo no pirotécnico de alta confiabilidad que pueda desbloquearse fácilmente. El segundo requisito es que el dispositivo en sí no debe tener elementos que puedan amenazar la seguridad de los astronautas, lo que plantea una serie de requisitos en cuanto a las materias primas del dispositivo, su apariencia, método de funcionamiento, estado de la superficie, etc. El tercer requisito es que el proceso de desbloqueo debe cumplir con los requisitos de completar la operación con una mano mientras se usa el traje extravehicular, y el proceso de operación debe ser simple y sin manos. También hay algunos mecanismos de bloqueo no pirotécnicos en las primeras naves espaciales, pero requieren operación con las manos desnudas (como ataduras, cerraduras, etc.) o requieren ambas manos para operar (como abrir la escotilla). No hay precedentes nacionales de un dispositivo de bloqueo que pueda desbloquearse con una mano. El cuarto requisito es que el dispositivo pueda proteger eficazmente la muestra. Dado que la muestra debe quedar expuesta en la superficie de la plataforma de muestra sin ninguna obstrucción, cómo evitar que los astronautas entren en contacto excesivo con la superficie de la muestra durante el proceso de recuperación también es una cuestión importante en el diseño del dispositivo.

Los investigadores estudiaron y analizaron una por una las muestras de prueba y los productos de reacción que pueden formarse durante la prueba espacial para garantizar que no se produzcan al mismo tiempo ninguna sustancia que amenace la salud de los astronautas; La estanqueidad del equipo de prueba y sus muestras de prueba fue. Se han tomado una serie de medidas para solucionar el problema, y ​​todas las esquinas y bordes del dispositivo de prueba y sus muestras de prueba se han redondeado. El dispositivo de prueba y sus muestras de prueba no tienen salientes. esquinas afiladas o bordes afilados para garantizar que el traje espacial no se raye ni se produzcan fallas que amenacen la vida de los astronautas.

2. Diseñado para brindar confiabilidad. La alta fiabilidad es la característica principal que distingue los productos aeroespaciales de los productos civiles. "El bloqueo y el desbloqueo fiables" son dos requisitos fundamentales para el diseño de equipos de prueba. El "bloqueo fiable" garantiza la seguridad de la prueba y el "desbloqueo fiable" garantiza el éxito de la prueba. Un conocimiento común en la industria aeroespacial nacional y extranjera es que "cuanto más simple, más confiable", por lo que simplificar el dispositivo y minimizar el movimiento del mecanismo son las ideas básicas del diseño del dispositivo.

El meticuloso diseño funcional humano-computadora también es una parte importante para garantizar un "desbloqueo confiable", incluidos los métodos de operación, el diseño de la fuerza de desbloqueo, la forma del mango, el estado de la superficie del mango, las marcas de operación, etc. Cada vínculo debe considerarse cuidadosamente para garantizar el éxito y evitar errores. . Además, el margen de vida también es un medio importante para garantizar una alta confiabilidad. Aunque solo se requiere una operación de desbloqueo en órbita, para garantizar la confiabilidad, el dispositivo de prueba debe realizar múltiples pruebas de desbloqueo en diferentes entornos durante las pruebas en tierra, por lo que se requiere el desbloqueo. La vida útil del mecanismo puede multiplicarse por decenas o incluso cientos.

La prueba espacial de material lubricante sólido requiere que la muestra pueda fijarse de manera confiable fuera de la cabina de la nave espacial durante el lanzamiento y las misiones en órbita. Al mismo tiempo, se requiere que el proceso de recuperación de la muestra sea propicio para los astronautas. Con este fin, el equipo del proyecto del Instituto de Optoelectrónica diseñó y desarrolló de manera innovadora un dispositivo de prueba con funciones de bloqueo y desbloqueo a través de pruebas y verificaciones repetidas cuando no había experiencia de referencia en el proceso de desarrollo aeroespacial de China. demostró que su confiabilidad cumple con los requisitos de la tarea y la confiabilidad alcanza más de 0.9965.

3． Confirmación del estado técnico de las muestras de prueba. En vista de las limitaciones del ciclo de la misión Shenzhou 7, se requiere que las muestras de prueba puedan obtener resultados de prueba efectivos dentro de un período de prueba corto, y las muestras de prueba determinadas deben reaccionar en diversos grados en el ambiente de oxígeno atómico para poder juzgar el efecto de la prueba. Al mismo tiempo, se requiere que las muestras seleccionadas reflejen claramente la influencia del oxígeno atómico y otros factores ambientales en los materiales lubricantes sólidos durante el período de prueba de este proyecto y sean representativas. Para ello, el equipo del proyecto llevó a cabo un trabajo sistemático de investigación y análisis, y examinó y determinó 11 tipos de muestras de prueba en 3 categorías, que cubren una variedad de materiales lubricantes sólidos que se han utilizado con éxito en mecanismos de movimiento espacial. Los resultados de las pruebas de evaluación terrestre. demostrar que pueden satisfacer eficazmente las necesidades de este proyecto de investigación.

El dispositivo de prueba de material lubricante sólido para la nave espacial tripulada Shenzhou 7 diseñado y fabricado por el Instituto de Optoelectrónica garantiza que la plataforma de la muestra de prueba esté fijada de manera confiable fuera de la cabina de la nave espacial a través del modo integrado de autobloqueo estructural y bloqueo mecánico, con la función de que la plataforma de muestra aún se puede fijar a la base de la plataforma de muestra después de que se abre el dispositivo de bloqueo mecánico durante el proceso de desbloqueo, los mecanismos de bloqueo y desbloqueo mecánicos están integrados, y la muestra se puede mover a través de ella; un proceso de operación simple y a través del sistema de fuerza auxiliar la plataforma es conveniente para el reciclaje, asegurando la confiabilidad del reciclaje de la plataforma de muestra y las muestras de prueba fijadas en su superficie.