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中国星辰|增强现实技术详解中国航天“三垂一远”测发模式

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发表时间:2023-05-29 19:43来源:央视网

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央视网消息:本次任务,总台也在酒泉卫星发射中心发射场区设置了增强现实报道点,通过增强现实技术介绍载人航天发射任务的相关情况。现在,各系统已经做好准备,神舟十六号瞄准明天(5月30日)9时31分发射。飞船和火箭在进入发射程序前要经历哪些过程?垂直总装、垂直测试、垂直转运、远距离测试发射都是什么概念?接下来,我们就来连线酒泉卫星发射中心场区我的同事劳春燕,请她带我们详细了解一下发射过程。

总台央视记者 劳春燕:我现在所在的位置就是酒泉卫星发射中心载人航天发射场区,具体一共是两个区域,塔架所在的叫发射区,我现在所在的是技术区,距离塔架大约1.5公里,这里也是火箭发射时人允许停留的安全区域的最前沿。

神舟飞船和长二F火箭就是在技术区完成总装测试,然后垂直转运到塔架进行发射的。酒泉卫星发射中心是最早采用三垂一远测发模式的航天场。什么叫“三垂一远”?首先就是垂直总装。远处这栋带有红色屋顶的白色建筑就是飞船的总装测试厂房。神舟飞船抵达后,会在这里完成三舱的总装测试,当然是在垂直状态下进行的。之后还要进行分系统及系统间的匹配测试,并完成整船模拟真实飞行的总检查。

作为新一批次神舟飞船的首发,神舟十六号还是沿用了之前神舟飞船的“三舱结构”。

位于飞船最上方的是轨道舱,在飞船单独飞行的时候,轨道舱就相当于一个多功能厅。轨道舱的前端有交会对接机构,飞船就是通过这里与空间站进行对接的。

飞船中部这个像一口大钟一样的舱段就是返回舱,返回舱也是整个飞船的控制中心,航天员就是乘坐返回舱往返天地的。

返回舱下面就是推进舱,这里装载着飞船的推进系统和电源、热控、测控等设备,能够为飞船提供能源、动力和通信保障。侧面还长了一对太阳翼。

细心的观众可能已经发现,神舟飞船三舱颜色不一样。之所以如此,是因为三舱对温度控制的要求不同,所以需要不一样的散热涂层。

在完成总装后,神舟飞船会进行燃料加注。最后套上最大直径3.8米的整流罩,这上面还印有鲜艳的五星红旗。

装上了整流罩,神舟十六号就可以准备与火箭合体了,这项工作在哪里进行呢?就是在这栋蓝白相间的高大厂房中,它就是酒泉卫星发射中心的标志性建筑——垂直总装测试厂房。

厂房高93米,能够同时容纳两发火箭进行总装测试。它的大门设计非常独特,由六个升降门和两个推拉门扇组成。跟随镜头进去看一看。

进入厂房内,首先映入我们眼帘的就是巨大的活动发射平台,火箭的总装、测试、转运以及发射都是在它上面进行的。整个平台重约750吨,它有几个特点,一是力气大,是个“大力士”,能稳稳地托住加注推进剂后重量近500吨的火箭;二是不怕热,哪怕火箭发射时喷出的尾焰高达2500摄氏度,对它来说也不成问题;三是能行走,自带电机和轮子,可以沿着轨道去塔架。

90多米高的厂房一通到顶,中间有十多层工作平台,方便工作人员进行操作。

长二F火箭怎么进行组装的呢?第一步是火箭芯一级起吊固定在平台上。

然后四个助推器与它实现捆绑连接,用一个形象的说法,有点儿像是挑担子。

第三步,芯一级上再加上一个芯二级。这样火箭就成了一个整体。

那火箭什么时候和飞船合体呢?

您可能不知道,它们的合体其实并不在目前火箭所在的这个工位中进行。为了与飞船“见面”,火箭还需要经历一个“换房间”的过程。从现在的画面中,您也可以看到,此时火箭从左边的02大厅移出,在活动发射平台的托举下转移到右边的01大厅。到这里,船箭合体的准备工作才算是完成了。

到达01大厅后,火箭和里面装着神舟飞船的整流罩完成总装,正式上岗。最后一步,在整流罩上方吊装上逃逸塔。这里还要补充一个知识点:为什么火箭上岗前要换房间?这是为了给备份火箭腾地方。

从空间站任务开始,为了确保航天员的安全,长二F火箭和神舟飞船都会采取“双发并行、一主一备”的模式。也就是说,在这一发火箭和飞船正式上岗,执行发射任务的同时,还有一组火箭和飞船也已经分别完成了总装测试,在厂房里进行应急值班,随时待命发射。

说完了垂直总装、垂直测试,咱们再来看第三垂——垂直转运。每次垂直转运都是发射场的大日子。

随着垂直总装测试厂房的70多米大门的开启,活动发射平台托举着组合体缓缓驶出厂房。


厂房大门就正对塔架,中间以两根1.5公里长、相距20米的无缝钢轨相连。船箭组合体加上平台高约70米,而且组合体头重脚轻,因此转运过程对于风向、风速有严苛的要求,移动速度也要严格控制,中途还要根据实时风力等情况变频调速。

“三垂”最大的好处就是能最大限度保持火箭状态不变,缩短了火箭在发射区的准备时间。

最后再来看“三垂一远”的远,也就是远距离控制发射。

我身后这栋白色矮楼就是测发指挥楼,这里堪称火箭发射的神经中枢。每次火箭发射,0号指挥员就是在这里下达“发射”口令,这里距离塔架1.5公里远,既能保证安全,也可以精准控制任务程序的每一步。

目前,神舟十六号飞船和长征二号F火箭组合体已经进行全面体检,确认状态良好。出征在即,我们也期待发射任务取得圆满成功。



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