魅力中药|翻转团课|[第十九讲]厉害了我的国

魅力中药

  过去,飞船在与空间实验室对接之前,需要绕地球飞行三十多圈,耗时约两到三天。而练成了快速交会对接的技能之后,飞船仅需绕地球飞行几圈,耗时几个小时就能和空间实验室接上了。这意味着,以后中国的航天员在空间站里甚至都可以叫外卖了。不幸的是,这么厉害的新闻和苹果发布会以及娱乐八卦撞在一起了。


  整个过程仅仅耗时6.5个小时!


  这是在今年4月22日12时23分,我国成功实现货运飞船和空间实验室首次交会对接之后,组织实施的又一项重大拓展项目。其目的是为了验证货运飞船的快速交会对接能力,进一步发挥任务的综合效益,为未来我国空间站工程的研制与建设奠定更加坚实的技术基础。


  区别于我国以往空间交会对接,快速交会对接,顾名思义,核心和难点在“快速”,从发射到具备交会对接条件的时间短,从以天计缩短到了仅仅几个小时。此前从发射到交会对接,飞船需绕地球30多圈,而采用快速交会对接后仅需几圈。


  试验开始前,地面科技人员对天舟一号先后实施了4次轨道控制,保证天舟一号与天宫二号快速交会试验的初始轨道条件,完成了相关试验准备。


  从20世纪60年代至今,人类已经进行了上百次交会对接活动。我国于2011年~2016年分别实现了神舟八号、九号、十号与天宫一号,神舟十一号与天宫二号的交会对接任务。


 中国成为了继美国、俄罗斯之后,第三个独立掌握近地轨道交会对接技术的国家。



  目前,2天~3天交会对接策略是地面向国际空间站运送航天员的主要方式,包括联盟飞船、航天飞机与国际空间站及神舟飞船均采用了此方式。


  但从2012年起,俄罗斯科学家分别采用进步号货运飞船和联盟号载人飞船与国际空间站成功实施了7次快速交会对接试验,飞船从入轨到对接成功仅用时6个小时,快速交会对接也逐渐成为国际航天领域的“时尚”方式。


  那么问题来了,这种“快速交会对接”有什么意义呢?


  从人的方面说,可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,减少航天员不必要的体力与精力付出,使载人太空飞行变得更加舒适、惬意。


  从安全的角度来说,如果空间站等航天器突遇紧急情况,快速交会对接可以快速地对故障实施抢修与紧急救援等工作。“‘快速、可靠、舒服’也是我们载人交会对接任务的目标所在。”货运飞船副总设计师张强说。


  后续,天舟一号还将视情开展第三次、也是离轨前最后一次推进剂在轨补加试验。



北斗三号全球定位系统启动建设


  北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统,可以在全球范围内全天候、全天时为各类用户提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具有独特的短报文通信功能。截至目前,北斗卫星导航系统的一号和二号系统已经顺利完成组网。



  北斗卫星导航系统副总设计师冉承其介绍:“我们正在建设的北斗三号系统,它除了全球覆盖以外,在性能上、系统的可靠性上,还会有大的提高。从定位精度来讲,会在现有系统性能(基础上)提高一到两倍。”



新一代北斗高精度芯片发布



  另外,全球首个支持新一代北斗三号信号体制的高精度导航定位芯片也在9月16日正式发布。


  这是一款拥有完全自主知识产权的国产基带和射频一体化芯片,体积小,低功耗,高效能;在没有地基增强的情况下,可以实现亚米级的定位精度,并实现芯片级安全加密,这也是全球第一款可以兼容北斗三号信号体制和其他卫星导航信号体制的一体化芯片。可以广泛应用在车辆管理、汽车导航、可穿戴设备、航海导航、精准农业、智慧物流、无人驾驶、工程勘察等领域。



2020年将实现35颗北斗卫星全球组网



  按照规划,中国北斗正在按从国内覆盖、到亚太区域覆盖、再到全球覆盖“三步走”的规划稳步推进。预计到2018年底前后面向一带一路参与国家和地区提供基本服务,到2020年将实现35颗北斗卫星全球组网,具备服务全球的能力。


  北斗卫星导航系统副总设计师冉承其说:“计划是在2020年全部建成,我们所有的核心技术,包括产品我们都已经开始研制生产,具备条件。大概下个月就开始组网的第一组卫星的发射。”



  据了解,随着北斗卫星导航系统的逐步建设,我国卫星导航与位置服务技术已经和地理信息、物联网、大数据、移动通信等多种技术融合集成,提供了更丰富的综合性服务,被看作未来产业发展的主要方向。


  中国卫星导航定位协会会长于贤成说:“我国卫星导航与位置服务产业正处于高速发展时期,2016年的产值已突破2000亿元,比上一年增长了22.06%,其中北斗对产业核心产值的贡献率已经超过了70%。”



三重天网织就北斗系统



  未来,我国的北斗全球导航系统将达到35颗卫星。为什么需要这么多的卫星来为我们提供导航服务?这个人造的北斗星座在天空中又是怎样运行的?



  目前已经在轨运行的北斗导航系统的卫星分别分布在中圆轨道、地球静止轨道和同步倾斜地球轨道这三种不同轨道上。中圆轨道上的卫星可以游走全球,是GPS等卫星导航系统使用的轨道。地球静止轨道一般是通信卫星使用的轨道,因此,运行在这个轨道上的北斗卫星还可以发挥通信功能。


  此外,北斗还在同一轨道上布置了多颗卫星运行,以此来保证对服务区的覆盖和定位精度的稳定。编织了这样一张卫星运行的大网,能够提供更高精度的定位和导航服务。


厉害了!中国航天

图文 |人民日报
编辑 |张宇鑫李冰璇
责编|段雅楠
初审|王继铣
终审|宋昕