科技日?qǐng)?bào)記者?李麗云

記者11月1日從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉，此次夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙“飛天”成功，哈工大有多項(xiàng)技術(shù)助力。

聯(lián)合研制的小機(jī)械臂將有新“腳印”

(資料圖片僅供參考)

哈工大機(jī)電學(xué)院劉宏院士、謝宗武教授團(tuán)隊(duì)和中科院長(zhǎng)光所聯(lián)合研制的小機(jī)械臂目標(biāo)適配器隨夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將對(duì)接中國(guó)空間站，用于實(shí)現(xiàn)小機(jī)械臂在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙上的自由爬行和載荷操作。

目標(biāo)適配器是集機(jī)械、電氣與靶標(biāo)于一體的專用對(duì)接裝置，分布在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙艙外不同位置。作為小機(jī)械臂的“腳印”，目標(biāo)適配器不僅可實(shí)現(xiàn)小機(jī)械臂與夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的互聯(lián)互通，還可擴(kuò)展小機(jī)械臂在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙外的工作范圍。通過(guò)固連不同位置的“腳印”，小機(jī)械臂能夠?qū)崿F(xiàn)覆蓋整個(gè)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的操作維護(hù)，滿足小機(jī)械臂執(zhí)行艙外狀態(tài)巡檢、科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷操作等工作任務(wù)需求，持續(xù)助力我國(guó)空間站建設(shè)。

據(jù)悉，2022年7月24日進(jìn)入太空的問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙艙外同樣安裝了多個(gè)目標(biāo)適配器，小機(jī)械臂已經(jīng)完成了問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙艙外目標(biāo)適配器間爬行，所有目標(biāo)適配器工作正常。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上的小機(jī)械臂與目標(biāo)適配器

第二代主動(dòng)型標(biāo)志器成功應(yīng)用于夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙

由哈工大電信學(xué)院圖象信息技術(shù)與工程研究所朱兵副研究員、李金宗教授、李冬冬工程師等研制的用于視覺(jué)導(dǎo)航的標(biāo)志燈安裝在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙上。

該載荷是在2011年神舟八號(hào)和天宮一號(hào)交會(huì)對(duì)接任務(wù)中，“CCD光學(xué)成像敏感器”系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備標(biāo)志燈的改進(jìn)產(chǎn)品，屬于主動(dòng)型標(biāo)志器。因安裝靶面尺寸受限，該標(biāo)志燈與上一代產(chǎn)品相比，重量?jī)H為原來(lái)的1/6，功耗是原來(lái)的1/3，滿足輕質(zhì)低耗、產(chǎn)品小型化的設(shè)計(jì)要求。與此同時(shí)，標(biāo)志燈的勻光性也在原有基礎(chǔ)上有大幅提升，能夠?qū)崿F(xiàn)在軌高精度的位置表征，將在后續(xù)太空探索和應(yīng)用中發(fā)揮作用。

標(biāo)志燈遠(yuǎn)場(chǎng)燈成像測(cè)試

轉(zhuǎn)階段沖擊實(shí)驗(yàn)

模擬測(cè)試系統(tǒng)將助力夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位

空間轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)是繼問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功轉(zhuǎn)位后，實(shí)現(xiàn)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙在軌轉(zhuǎn)位的重要部分，是保證空間站三艙形成“T”字構(gòu)型組合體的關(guān)鍵核心裝備。

哈工大機(jī)電學(xué)院張廣玉教授、李隆球教授團(tuán)隊(duì)針對(duì)空間站轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)負(fù)載質(zhì)量大、慣量大、地面模擬摩擦高等難題，研制了可變組合式超大慣量、低摩擦變溫場(chǎng)轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)性能地面模擬測(cè)試系統(tǒng)，保障了轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)在空間站工作的可靠性與穩(wěn)定性，將助力夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位。

空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙上應(yīng)用

為了應(yīng)對(duì)空間碎片威脅，哈工大航天學(xué)院龐寶君教授團(tuán)隊(duì)與北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部，聯(lián)合開發(fā)了專門針對(duì)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的空間碎片撞擊感知技術(shù)，并將其應(yīng)用于夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)的空間碎片撞擊監(jiān)測(cè)模塊。該技術(shù)能夠?qū)臻g碎片撞擊事件進(jìn)行實(shí)時(shí)感知、判別并定位，為航天員和地面控制人員及時(shí)采取應(yīng)對(duì)措施提供依據(jù)，保護(hù)空間站和航天員安全。

龐寶君教授帶領(lǐng)的空間碎片高速撞擊研究中心，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)我國(guó)載人航天發(fā)展過(guò)程中大尺寸、長(zhǎng)壽命、高可靠載人空間站對(duì)于實(shí)時(shí)感知空間碎片撞擊的需求，提前謀劃，早在2004年就在國(guó)內(nèi)率先提出并開展基于聲發(fā)射的空間碎片撞擊在軌感知技術(shù)研究。龐寶君教授團(tuán)隊(duì)圍繞超高速撞擊判別、定位及結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別，在基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題提出、理論分析模型建立、技術(shù)方法開發(fā)等方面，取得了一系列原創(chuàng)性成果。通過(guò)技術(shù)集成，團(tuán)隊(duì)研制了空間碎片撞擊在軌感知系統(tǒng)原理樣機(jī)，為工程應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

據(jù)了解，龐寶君教授團(tuán)隊(duì)與北京空間飛行器總體設(shè)計(jì)部已在天和核心艙和問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙上成功應(yīng)用了同類技術(shù)。

金屬橡膠阻尼環(huán)技術(shù)助力夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射成功

哈工大機(jī)電學(xué)院姜洪源教授團(tuán)隊(duì)研制的金屬橡膠阻尼環(huán)繼助力天和核心艙和問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射后，再次成功應(yīng)用于長(zhǎng)征五號(hào)B遙四運(yùn)載火箭發(fā)射任務(wù)，助力夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射圓滿成功。

金屬橡膠阻尼環(huán)以金屬絲為原材料，不僅具有耐高低溫、大溫差及大過(guò)載的優(yōu)良性能，而且具有橡膠一樣的彈性。該研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合航空航天不同的背景需求，從理論分析、研發(fā)設(shè)計(jì)、工藝制備、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及質(zhì)量保證等全方位進(jìn)行了系統(tǒng)深入研究。

構(gòu)件殘余應(yīng)力控制技術(shù)助力空間站建設(shè)

殘余應(yīng)力是形位失控的主要原因，是阻礙大型構(gòu)件研制的關(guān)鍵因素。哈工大材料學(xué)院輕合金與納米功能突破了殘余應(yīng)力全過(guò)程仿真關(guān)鍵難題，打造了仿真分析平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了大型構(gòu)件形性/殘余應(yīng)力仿真預(yù)測(cè)與全過(guò)程控制。材料課題組長(zhǎng)期開展殘余應(yīng)力控制技術(shù)研究，組建了大型構(gòu)件仿真預(yù)測(cè)與全過(guò)程控制技術(shù)團(tuán)隊(duì)，研究成果應(yīng)用于空間站、嫦娥五號(hào)探月著陸器等航天裝備核心構(gòu)件。

此外，哈工大航天學(xué)院馬廣程團(tuán)隊(duì)參與研制的空間站GNC地面驗(yàn)證系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了空間站組合體制和轉(zhuǎn)位控制的方案驗(yàn)證，為空間站在軌成功應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

（哈工大供圖）

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