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【資料圖】

北京日?qǐng)?bào)客戶端 | 記者 劉蘇雅 通訊員 鄭世貴 范晶巖

從天和核心艙順利入軌至今，中國(guó)空間站已在軌安全運(yùn)行一年多，經(jīng)受住了惡劣空間環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，保障了航天員安全順利出艙，成功完成多項(xiàng)任務(wù)。這背后，少不了一套固若金湯的“防護(hù)鎧甲”——航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部空間碎片防護(hù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)用20年的技術(shù)積累，為空間站長(zhǎng)期在軌安全運(yùn)行提供強(qiáng)大的空間碎片防護(hù)能力。

宇宙無垠，但空間軌道資源并不是無限的。最具應(yīng)用價(jià)值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區(qū)域，但這里也是空間碎片的“集散地”。早在2002年，五院就開始組建空間碎片團(tuán)隊(duì)，在人員、資料缺乏的情況下，短短幾年時(shí)間就成功完成了一系列相關(guān)課題的研究，突破了多項(xiàng)數(shù)學(xué)建模、編程語言開發(fā)、編程算法推演等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，成功開發(fā)了“空間碎片風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與防護(hù)設(shè)計(jì)軟件”，達(dá)到國(guó)際同類軟件的先進(jìn)水平。

在“天宮一號(hào)”空間碎片評(píng)估及防護(hù)設(shè)計(jì)工作中，團(tuán)隊(duì)就充分利用艙外原有的輻射器作為防護(hù)板，在只增加了支撐柱重量情況下，把艙體防護(hù)能力提高了3倍多，并且通過把輻射器管路更改為內(nèi)藏式設(shè)計(jì)，顯著減小了輻射器管路的單點(diǎn)失效概率。

2011年9月29日，天宮一號(hào)發(fā)射成功，作為我國(guó)首個(gè)空間碎片防護(hù)設(shè)計(jì)的航天器，在軌四年半的時(shí)間里經(jīng)受住了空間碎片環(huán)境的考驗(yàn)，我國(guó)空間碎片防護(hù)技術(shù)取得重大突破。

中國(guó)空間站有更長(zhǎng)的在軌時(shí)間、更大的組裝規(guī)模、更苛刻的防護(hù)需求。團(tuán)隊(duì)首先攻克材料關(guān)，獨(dú)辟蹊徑提出了“基于沖擊壓力的防護(hù)材料評(píng)估方法”，簡(jiǎn)單有效地從幾十種復(fù)合材料中，篩選出了具有防護(hù)潛力的兩種材料。再又通過數(shù)百次數(shù)值仿真計(jì)算和試驗(yàn)，掌握了復(fù)合材料重量和位置等參數(shù)對(duì)防護(hù)性能的影響規(guī)律。后續(xù)，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)需求輕松設(shè)計(jì)出最優(yōu)性能的防護(hù)結(jié)構(gòu)。

目前，先進(jìn)防護(hù)結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于空間站天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，我國(guó)空間站防護(hù)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

標(biāo)簽： 防護(hù)設(shè)計(jì) 復(fù)合材料 技術(shù)積累