攻克“冷焊”難題

□ 新華社記者 曹霽陽

天宮一號(hào)與神舟八號(hào)在深邃的太空成功“牽手”，離不開眾多科技單位和科研人員的刻苦攻關(guān)。以服務(wù)國家航天科技事業(yè)為己任的哈爾濱工業(yè)大學(xué)為這次令人矚目的“太空牽手”提供了重要技術(shù)支撐。

太空環(huán)境非常惡劣，飛行器以相當(dāng)于地面每秒7.9千米以上的高速飛行，會(huì)出現(xiàn)許多在地面上難以想象的問題。比如在地面環(huán)境中輕易不會(huì)黏合在一起的金屬塊，在高真空的太空中會(huì)像用了黏合劑一樣粘在一起甚至像焊在一起那樣無法分開，這就是“冷焊現(xiàn)象”。如何模擬太空環(huán)境，提早發(fā)現(xiàn)并解決類似難題，讓對(duì)接機(jī)構(gòu)能夠適應(yīng)太空極限環(huán)境，對(duì)交會(huì)對(duì)接非常關(guān)鍵。為此，哈工大機(jī)器人研究所和有關(guān)研究機(jī)構(gòu)合作研制了空間對(duì)接機(jī)構(gòu)熱真空試驗(yàn)臺(tái)。

據(jù)哈工大機(jī)器人研究所副教授朱延河介紹，空間對(duì)接機(jī)構(gòu)熱真空試驗(yàn)臺(tái)利用等效質(zhì)量模擬原理，實(shí)現(xiàn)了熱真空環(huán)境下飛船對(duì)接的全過程模擬，是我國第一次在真空罐內(nèi)實(shí)現(xiàn)大型對(duì)接模擬試驗(yàn)?！吧癜恕鄙咸熘?，在這個(gè)試驗(yàn)臺(tái)做了4次大型綜合測(cè)試，成功排除了冷焊現(xiàn)象、大溫差卡死等問題，實(shí)現(xiàn)并驗(yàn)證了高可靠性的真空潤滑、大型復(fù)雜裝配。

神舟八號(hào)飛船開始真空熱試驗(yàn)

天宮一號(hào)進(jìn)行力學(xué)試驗(yàn)吊裝

哈工大控制與仿真中心姚郁教授介紹說，天宮一號(hào)和神舟八號(hào)的交會(huì)對(duì)接要在高速飛行的條件下完成，位置稍有偏差都可能擦肩而過，甚至迎面相撞，這就需要飛行器在交會(huì)過程中以足夠高的指向精度來保證下一步對(duì)接的順利完成。

哈工大負(fù)責(zé)研制的九自由度運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)就是用于模擬交會(huì)過程中神舟八號(hào)和天宮一號(hào)空間運(yùn)動(dòng)的地面仿真設(shè)備，這套設(shè)備的3個(gè)部分都要實(shí)現(xiàn)3個(gè)維度的控制，即所謂九自由度運(yùn)動(dòng)模擬系統(tǒng)。在這一模擬系統(tǒng)的研制過程中，科研人員突破了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驅(qū)動(dòng)與控制、測(cè)量與標(biāo)定、高速實(shí)時(shí)通訊等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，其綜合指向精度指標(biāo)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

攻克了模擬環(huán)境和精準(zhǔn)定位兩道關(guān)口，關(guān)鍵的對(duì)接技術(shù)更加重要。據(jù)了解，哈工大還獨(dú)立或合作研制了對(duì)接機(jī)構(gòu)綜合試驗(yàn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)模擬器、空間對(duì)接機(jī)構(gòu)恢復(fù)性能測(cè)試臺(tái)、整機(jī)特性測(cè)試臺(tái)、對(duì)接機(jī)構(gòu)總裝、總調(diào)關(guān)鍵測(cè)量裝置，為此次交會(huì)對(duì)接提供了重要技術(shù)保障。