...甚至比地面試驗驗證效果還要好。」已是數日前的精彩,但談天宮...
2020-12-02 遊俠網
「萬裡穿針」是怎麼成功的——「天神」對接控制系統核心技術研發紀實
堅定不移謀創新
「在軌表現卓越，甚至比地面試驗驗證效果還要好。」儘管已是數日前的精彩，但談起天宮神八的「太空之吻」，北京控制工程研究所三室副主任李彬仍抑制不住激動。
在這次任務中，北京控制工程研究所負責了整個交會對接制導、導航與控制(GNC)系統的方案設計、技術設計與實現、軟體設計、實現、測試與評測、系統產品集成與試驗和飛行控制等任務，首次在軌成功應用天宮一號單框架控制力矩陀螺，140米以內承擔相對位置和相對姿態測量的CCD光學成像敏感器等核心產品。
穩：自主設計的控制力矩陀螺讓重約八噸的龐然大物在精準對接前先剎車
對於神舟八號和天宮一號的交會對接控制技術，好比是在高速飛行(比子彈的速度快8倍)的兩個太空飛行器之間，歷經幾十萬公裡的追逐，完成穿針引線的動作，並最終聯成一體。也有人將它比喻是在高速飛馳過程中將鑰匙插入鎖眼中。這是一個是世界級的難題，此前只有美國和俄羅斯能夠掌握此項技術。
北京控制工程研究所機電中心研製團隊做的工作，是讓重約八噸的龐然大物在精準對接前先「穩」下來，這就是我國首次交會對接中首次在軌應用成功的天宮一號單框架控制力矩陀螺。
作為姿態控制系統的關鍵部件之一，控制力矩陀螺產品具有輸出力矩大、控制精度高、不消耗工質等優點。國外在控制力矩陀螺產品研製領域起步較早，早在上世紀60年代就開始將其用於通訊及氣象衛星上，但在國內，直到上世紀90年代初，這項研製工作還處於空白狀態。
1998年，國家863計劃專家組面向未來空間實驗室和大型衛星發展的需要，確定了預先研究課題，經過綜合比較，最終確定由北京控制工程研究所承擔研製工作。
歷經十餘年，先後更換了幾任設計和生產負責人，走過原理樣機、工程樣機、初樣、正樣階段。此過程好比蓋房子，虎剛研究員打下堅實的地基，徐映霞研究員構建了牢固的架構，最終由武登雲、魏大忠、李剛等人蓋起了房子。
即使如此，對一支平均年齡在35歲以下的年輕研製隊伍來說，依然困難重重。
「感覺最缺乏的是經驗。」產品總工張激揚說，年輕的研製團隊一度也希望得到國外同行的幫助。
俄羅斯聖彼得堡指揮儀表所是研製控制力矩陀螺的專業院所，建所以來一共生產各型號控制力矩陀螺產品1000多臺套，用於俄羅斯各種型號衛星和空間站，其控制力矩陀螺研製水平在國際上首屈一指。
2006年，張激揚隨研製團隊前往聖彼得堡，獲得與儀表所研製人員面對面交流的機會。
「當時我們非常興奮，準備了很多問題，想與俄方進行技術交流時，卻被委婉拒絕。」張激揚印象深刻的是，每一次交流，都有俄方的商務官員全程陪同防止洩密，戒備心理很強。
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