微重力環境細胞培養、斑馬魚實驗、渦蟲再生形態發生研究、核心艙在軌安裝......神舟二十乘組的“太空出差”不過半月,就已開展諸多科研及維護工作,除了過硬的個人素質外,功能齊全的科研設備也有力保障了各項工作的開展。自神舟系列立項以來,各類儀器設備一直是中國航天與時俱進的基石,協助科研人員完成諸多在地球上難以實現的研究,這些“黑科技”之中凝聚著一所高校數十年的心血,它就是南京航空航天大學。
航天的一大難關,在于如何保證飛船穩定運行的同時,又不對核心部件及航天員身體造成傷害。圍繞相關技術,南航科研團隊開展了一系列研究——
《新一代載人火箭貯箱焊接變形控制研究》相關課題,突破大尺寸、復雜結構箱體焊接過程中,精準調控的難題,助力新一代載人飛船、貨運飛船的研制工作;針對航天器對接中產生的振動和撞擊,南航研發了一套電磁阻尼器高低溫測試系統,測試空間環境下電磁阻尼器是否滿足設計要求,該系統已經應用到多款神舟飛船中,協助神舟“飛得更穩,落得更準。
電磁阻尼器高低溫測試系統
航天器在飛行過程中,時常面臨失重、亞磁場、噪聲、輻射等特殊環境,航天員的健康狀態如何保證?飛船零部件如何維護?
南航聚焦宇宙特殊環境,從腦功能、視覺健康等角度開展航天醫學研究,并根據航天員在艙外環境下的工作需要,參與“水下機械臂及其智能控制系統”研究,逼真地模擬了失重環境下機械臂轉運及作業狀況,成為航天員訓練艙外工作時的重要保障。
據悉,該技術突破了多傳感融合、優化算法、水下機械臂人機交互控制、虛擬孿生的大尺寸空間碰撞檢測預測、水下安全監控等多領域中的技術,被認為是水下機器人控制技術在載人航天模擬失重訓練應用的一個范例。
圍繞飛船零部件維護,南航則研發定向裝置油脂補加機構,解決了定向裝置傳遞鏈路復雜、摩擦大、誤差累積等多項技術難題,能夠分區對不同部件進行精準潤滑。我國問天實驗艙的穩定運行,就與南航的這項技術不無關系。
行百里者半九十,回收著陸看似是載人飛船飛行任務的最后一步,卻決定整個飛行任務的成敗。降落傘是航天器回收著陸的關鍵系統之一,神舟系列的主傘面積可達1000平米以上,拉直長度幾乎能橫跨一個足球場,生產過程復雜、關鍵控制環節多,每一個褶皺、每一次折疊都需要反復試驗。
南航創新發展了透氣性傘衣氣動性能數值模擬技術、折疊織物新型建模方法、降落傘開傘過程大變形流固耦合數值模擬技術等,為神舟十二、十三飛船傘衣材料提供關鍵數據,并應用于神舟十四降落傘系統當中。
此外,南航還參與“空間結構在軌自主組裝的動態控制”“空間站伸展機構疲勞評估與試驗驗證”“空間站柔性太陽翼設計”“空間站大功率電源系統”“核心艙復雜結構原位多機器人協同裝配技術”“航天級輕質納米真空絕熱板”“空間在軌機器人”“新型空間弱撞擊對接機構及其柔順控制技術”等多項關鍵科研項目,從“神舟”到“天問”,從“嫦娥”到“祝融”,處處皆有“南航智慧”。
在各類技術加持下,我國空間探索范圍日漸廣闊,深空探測能力不斷增強。而這些中國航天史上的高光瞬間,都有南京航空航天大學默默助力,在人類探索宇宙的進程中,鐫刻屬于中國高校印記。
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