梦天实验舱为什么在海南发射(为什么会放在一个大罐子里)
梦天实验舱为什么在海南发射(为什么会放在一个大罐子里)说白了,就是太空是什么环境,这个装置就能在地面造出一个相似的环境。如果在这个过程中,发现异常可以快速找出原因,然后进行不断的优化改良,直到最后通过各种指标。航天器想要在天上正常运作,在发射前离不开各种实验环境的验证,各项性能指标是否符合标准。于是一款可以模拟太空环境的平台就诞生了,它就是KM空间环境模拟器,也就是开头那个大罐子。它的主要功能是用于试验航天器耐真空、冷黑、太阳辐射、磁场和承受高能粒子辐射、太阳风和微流星体等的能力。
开头不知道大家发现没:不管是载入飞船,还是最近发射的梦天舱,它们在发射之前,都会被放进一个巨大的罐子中。
呃,这个造型咋那么像厨房用的大灶,莫不是航天器还要在里面蒸一蒸?
各位可千万别小看了这个大罐子,放眼全球都没几个国家能制造出来!
那么这到底是什么罐子?它的技术含量很高吗?
空间环境模拟器航天器想要在天上正常运作,在发射前离不开各种实验环境的验证,各项性能指标是否符合标准。
于是一款可以模拟太空环境的平台就诞生了,它就是KM空间环境模拟器,也就是开头那个大罐子。
它的主要功能是用于试验航天器耐真空、冷黑、太阳辐射、磁场和承受高能粒子辐射、太阳风和微流星体等的能力。
如果在这个过程中,发现异常可以快速找出原因,然后进行不断的优化改良,直到最后通过各种指标。
说白了,就是太空是什么环境,这个装置就能在地面造出一个相似的环境。
但太空环境,哪是那么容易就能搭建起来的?随便举几个难点吧,比如真空环境、外热流环境以及冷黑环境。
每台航天器由于在轨高度不同,所处环境的真空度也不同,因此对里面的器件跟系统要求也就不一样,就需要做不同的热真空试验与热平衡试验。
每次试验开始时,大罐子就会将真空度降低到高真空系统可以启动的压力,这就对内部的的低温泵、阀门、真空规等部分提出很高的要求,不仅要稳定、而且还要持久。
毕竟谁也不想测试一下,就把航天器烧坏了不是?
目前KM产品经过几十年的发展,功能是越来越丰富。
比如由我们自主研制的世界第三大、亚洲最大的空间环境模拟器KM8设备,其直径达到了17米,高度35米,相当于10层楼那么高。
内部有高精度的水平调节机构,能够在真空低温环境下实时调节航天器的水平度,保证航天器能够在KM8中模拟各种飞行姿态。
对于冷黑环境也不在话下,我们的宇宙是一个温度为3K,吸收系数为1的冷黑空间。
在这种环境下,运行中的航天器发出的热量不再返回,就是理想的黑体,这就称为冷黑环境,也被称为热沉环境。
而想要复现这种环境,通常使用铝、铜或不锈钢材料制成的构件,将其内表面涂上高吸收率的特制黑漆,并将液氮通入构件内部,同时还需要承受数百度的温差。
因此这些条件对热沉制造和安装技术提出了苛刻的要求,比如热沉胀板数量多,焊接接口数量多,真空检漏难度大,同时组装、现场安装难度也很大。
此外,还有进出空间环境模拟器用的气闸舱系统,紧急复压系统,以及数据采集、控制与试验管理系统等。
所以想把空间环境模拟器,从零开始建造起来,材料和设备方面研制困难,而这方面我们完全是独立自主研制,说它是我们的大国重器,一点也不夸张!
中国发展在过去,西方对我们进行各种各样的技术封锁,国内又没有任何可借鉴的经验,空间环境模拟器的建造,完全是靠我们自力更生。
1964年,在黄本诚等人的不断尝试下,经过三年多的努力,终于造出第一批空间环境模拟器KM1和KM2,我国第一颗、第二颗人造卫星和风云一号、尖兵一号、实践二号、东方红一号卫星就是在这批模拟环境中进行试验的。
它们的问世,突破了西方的技术封锁,也直接填补了我国航天空间环境工程领域技术空白,被认为是中国空间技术在上世纪60年代初期的三大成果之一。
在取得了许多技术参数后,为神舟系列飞船的升空起到了重要的指导作用。
1976年,我们又经过8年努力,建成大型KM-4空间环境模拟器,为我国第一颗通信卫星热真空试验用,规模与性能在当时超过了欧洲空间局。
甚至在美国宇航局局长参观后,都夸赞我们的设备是第一流的!
随着我国航天事业的发展,航天器的尺寸不断增大,环境模拟设备也在过去将近60年的时间里不断升级,先后完成了多款空间环境模拟设备的建设,支撑起了我国北斗导航、深空探测、载人航天等重大工程任务的快速发展。
比如1998年,我们建成了KM-6空间环境模拟器,完成了为神舟一号至六号飞船的八次大型空间环境试验,以及五次大型应用卫星空间环境试验,总体达到国际同类设备先进水平。
2017年,我们又建造出来了世界第三大、亚洲最大的空间环境模拟器KM8设备,为天宫空间站组件在性能上的各种实验,做出了不少的贡献。
这些重大实验设备的研制成功,说明了我国环境模拟试验能力取得不断的突破,已经跃居国际领先水平。
结尾苏联从1957年开始研究载人航天,到1961年太空第一人尤里·加加林上天,用了四年时间。
而中国从1992年正式启动载人航天,到2003年杨利伟上太空,用了11年。如果再算上从20世纪70年代就开始研究的话,那整整50多年了。
为啥中国要用这么久?
苏联的成功,虽然很大原因取决于当时的美苏争霸,但不可否认的是,它们的技术发展比我们早。
载人航天是一项非常复杂且高危险的事业,里面涉及到方方面面的材料跟设备。
哪怕一个很小的地方出问题,都会导致严重的事故,比如美国"挑战者号"和"哥伦比亚号"航天飞机爆炸就是血淋淋的事实。
因此昂贵的航天器在发射之前,都必须在陆地上的KM空间环境模拟器里面,进行各种试验测试,直到所有的参数都达到要求后才可以进行发射。
这就好比是写完代码要进行相关测试,确保代码运行没有问题才可以上线。
当然了,载人航天可比写代码复杂多了,代码出问题了还可以回滚,大不了就是损失点金钱嘛。
但航天器上天出问题了,那就是人命关天的事情了,所以前期的安全测试,是一定要好好做的,马虎不得。
中国能有如今的成就,离不开许许多多研发人员的付出,向他们致敬!