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10米、9米……2米……
“减速刹车!”
在神舟十二号回家的最后阶段,位于返回舱底部的“刹车指令员”——γ高度计,正精确测算着返回舱的速度和距地面高度信息,给出刹车指令,让神舟十二号在反推发动机反推力的作用下平稳着陆,让航天员安全舒适着陆。
“刹车指令员”在距离地面约一定高度时,给出预指令信号,航天员看到舱内指示灯亮起,做好着陆准备;之后,根据实时速度在合适高度发出点火指令,控制反推发动机点火,让返回舱在反推力作用下着陆。
由中国航天科工三院35所研制的“刹车指令员”是飞船的关键设备,已先后服务于神舟八号至神舟十一号飞船,确保了历次交会对接飞行任务的成功。
γ射线的探测体制赋予它穿透地表植被的能力,精确测量返回舱底部距离地表的高度。它由发射器、接收器、校正器三部分组成,发射器向地面发出γ射线,从地面反射回的射线被接收器捕获,微弱的光电信号经处理后传送至校正器。校正器正是“刹车指令员”的大脑,通过对传回的脉冲信号进行处理,实时提取出高度和速度信息,在最佳时机发出反推点火指令,实现“高速度下高点火高度,低速度下低点火高度”,最大限度发挥反推发动机的缓冲性能,让航天员享受最舒适的回家之旅。
“与行车原理一致,不同的速度、不同的刹车距离,都影响着乘坐者的感觉体验。”
为了给航天员提供最优的“刹车”体验,在“速度自适应匹配高度控制”核心算法方面,团队进行了大量试验验证,在数据标定过程中,使用的电位器就近百个。正是经过严密计算和精密调试,赋予了“刹车指令员”下发最佳指令的能力。
相较于之前的飞行任务,神舟十二号以及后续载人飞船在轨时间长、发射密度高、任务环环相扣衔接紧密,对于产品的性能、可靠性、复杂空间环境适应性、长寿命设计等都提出了更高的要求。“一次成功不等于次次成功”,团队成员将高可靠性放在首位。针对任务的新特点,项目团队在技术上深度挖潜、反复论证。“在轨时间长,γ源活度是否有衰减的可能?”团队开展了大量的仿真分析和试验验证,对算法进行深度优化,攻克了产品长寿命设计问题。
“让航天员安全舒适回家,是我们责任和使命”,中国航天科工人这样说。
来源:知乎 www.zhihu.com
作者:中国航天科工
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