01 神十二發(fā)射的意義

神舟十二號飛行任務(wù)是我國載人航天工程立項(xiàng)以來第19次飛行任務(wù),也是我國空間站階段的首次載人飛行任務(wù)。

神舟十二號載人飛船刷新了中國載人航天技術(shù)的新高度,完成五項(xiàng)“中國首次”,即首次實(shí)施載人飛船自主快速交會對接,首次實(shí)施繞飛空間站并與空間站徑向交會,首次實(shí)現(xiàn)長期在軌停靠,首次具備從不同高度軌道返回東風(fēng)著陸場的能力,首次具備天地結(jié)合多重保證的應(yīng)急救援能力。

翻開中國載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略,不難看出,神舟十二號飛行任務(wù)承上啟下,十分關(guān)鍵。神舟十二號的成功發(fā)射,意味著我國第一座自主研發(fā)的空間站開始進(jìn)入一個(gè)全新的篇章,開始驗(yàn)證解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。

在今明兩年中,我國共實(shí)施11次飛行任務(wù),包括3次空間站艙段發(fā)射,4次貨運(yùn)飛船以及4次載人飛船發(fā)射。

在這兩年中,“驗(yàn)證”成為中國載人航天的關(guān)鍵詞。除了首次啟用載人飛船應(yīng)急救援任務(wù)模式外,神舟十二號還將進(jìn)一步驗(yàn)證載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的功能性能,全面驗(yàn)證航天員長期駐留保障技術(shù),在軌驗(yàn)證航天員與機(jī)械臂共同完成出艙活動及艙外操作的能力,首次檢驗(yàn)東風(fēng)著陸場的搜索回收能力。

航天人的征程是星辰大海。隨著我國北斗系統(tǒng)全球組網(wǎng)完成,北斗導(dǎo)航終端已經(jīng)引入神舟十二號飛船設(shè)計(jì)之中,導(dǎo)航計(jì)算、返回搜救落點(diǎn)報(bào)告等都采用了北斗系統(tǒng)定位數(shù)據(jù)。神舟十二號飛船使用的控制計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)管理計(jì)算機(jī)也完全使用國產(chǎn)CPU芯片,元器件和原材料全面實(shí)現(xiàn)自主可控。

02 布局太空和實(shí)現(xiàn)科技自立自強(qiáng)的意義

當(dāng)前,太空進(jìn)入商業(yè)化新時(shí)代,成為當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展新的動力引擎。國防大學(xué)國家安全學(xué)院仲晶教授認(rèn)為,太空領(lǐng)域正孕育著顛覆性和革命性的技術(shù)創(chuàng)新。美國、俄羅斯和歐洲等國家和地區(qū)正在大力發(fā)展太空互聯(lián)網(wǎng)、太空3D打印、太空激光通信、量子導(dǎo)航技術(shù)等,這些技術(shù)的發(fā)展將顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知,一旦取得突破,將完全改變我們的生產(chǎn)和生活方式。我國于2016年發(fā)射“墨子號”量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星和脈沖星導(dǎo)航試驗(yàn)衛(wèi)星,一旦這些技術(shù)取得突破,將完全改變我們傳統(tǒng)的通信和星際導(dǎo)航方式。

此外,伴隨航天技術(shù)的井噴式發(fā)展和太空力量的迅猛推進(jìn),太空真正成為國家安全和軍事斗爭的制高點(diǎn),在強(qiáng)國戰(zhàn)略中發(fā)揮著重要作用。目前,人類社會的政治、經(jīng)濟(jì)、科技、軍事等各個(gè)領(lǐng)域都離不開太空的支持。太空中的各種衛(wèi)星為我們提供測繪、通信、導(dǎo)航、氣象等各種信息與服務(wù),維持社會體系的正常運(yùn)轉(zhuǎn)�？梢哉f,沒有太空的支撐,人類生活就無法正常進(jìn)行。伴隨人類對太空依賴性的不斷增強(qiáng),太空安全不僅是國家安全的重要組成部分,而且成為實(shí)現(xiàn)國家安全的先決條件。沒有太空安全,就沒有國家安全。尤其是在突發(fā)災(zāi)害和重大事故中,太空更是承擔(dān)著重要角色。太空提供的各種情報(bào)信息、精準(zhǔn)定位和快速數(shù)據(jù)分發(fā)能力是國家安全應(yīng)急體系高效工作的基礎(chǔ)與前提。通往太空之路無平坦大道,唯有革故鼎新、勇往直前。載人航天是航天領(lǐng)域技術(shù)難度最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的工程。要建好一個(gè)國家太空實(shí)驗(yàn)室,不僅需要有強(qiáng)大的組織能力、保障能力,還需要不斷創(chuàng)新。從神舟一號到神舟十二號,中國載人航天一路走來,證明了中國科技的自立自強(qiáng),增強(qiáng)了中國人對實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的自信。

北京航空航天大學(xué)公共管理學(xué)院院長蔡勁松教授在《國家治理》周刊刊文指出,科技自立自強(qiáng)是建設(shè)現(xiàn)代化國家的根本訴求,是以科技創(chuàng)新主動贏得國家發(fā)展主動的必然要求和戰(zhàn)略選擇。要堅(jiān)持創(chuàng)新的邏輯,不斷強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量。提供各種情報(bào)信息、精準(zhǔn)定位和快速數(shù)據(jù)分發(fā)能力是國家安全應(yīng)急體系高效工作的基礎(chǔ)與前提。

03 大航天時(shí)代,傳感器扮演的關(guān)鍵角色及技術(shù)趨勢

傳感器作為航天器的“感官”和“神經(jīng)”,遍布航天器的各個(gè)關(guān)鍵部位,是確保測得出、測得準(zhǔn)、預(yù)測對、診斷靈,保障任務(wù)成功率的有效手段。例如,運(yùn)載火箭中的控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)、推進(jìn)劑利用系統(tǒng)、附加系統(tǒng)、遙測系統(tǒng),載人飛行器中的故障檢測與診斷系統(tǒng)、艙內(nèi)環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)、逃逸救生系統(tǒng)、航天員艙外活動支持系統(tǒng)和再入式登陸系統(tǒng)等,都離不開傳感器對航天器各關(guān)鍵部位工作狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測。載人航天器艙內(nèi)密閉空間由于在軌環(huán)境的特殊性,在軌艙內(nèi)環(huán)境監(jiān)測傳感器對于航天員安全就至關(guān)重要。美國國際空間站就是依靠高靈敏傳感器的火災(zāi)預(yù)警,多次成功避免了國際空間站火災(zāi)悲劇的發(fā)生。在航天器二次變軌的過程中,需要為航天器提供用于改變飛行方向推進(jìn)力,高精度壓力傳感器用于測量燃料罐壓力,是控制點(diǎn)火、開啟變軌飛行的關(guān)鍵器件,一旦傳感器的測量精度超差或者失效,將直接導(dǎo)致變軌失敗。2010年,俄羅斯質(zhì)子-M火箭發(fā)射3顆GLONASS-M導(dǎo)航衛(wèi)星,因燃料水平傳感器超差導(dǎo)致加注燃料過量,使火箭“頭部”重量超標(biāo),從而導(dǎo)致火箭飛行末期達(dá)到速度不夠,未能正確入軌致使3顆導(dǎo)航衛(wèi)星全部葬身于太平洋中�？梢�,傳感器對于航天裝備而言,地位重要,作用關(guān)鍵。

國內(nèi)外航天飛行器的各大系統(tǒng)中,無一例外,都大量使用各種類型的傳感器。例如,美國的航天飛機(jī)使用的傳感器數(shù)量超過3500只。歐空局的Ariane5火箭上,在研制試驗(yàn)階段使用傳感器數(shù)量435只,通常一次飛行測量參數(shù)達(dá)570個(gè),一次技術(shù)飛行測量參數(shù)達(dá)1100個(gè)。

我國航天任務(wù)中也大量使用各種類型的傳感器,例如載人運(yùn)載火箭中,單發(fā)使用傳感器、變換器數(shù)量達(dá)到600余只,而新一代大型運(yùn)載火箭單發(fā)使用傳感器、變送器數(shù)量更是超過了1600只。但通過與美國航天飛機(jī)比較分析,可以看出我國對于遙測傳感器的用量需求還有大幅的增長空間。

國內(nèi)航天傳感器經(jīng)歷了由仿制到自制、由少品種到多品種、由結(jié)構(gòu)型到復(fù)合型、由低準(zhǔn)確度到高準(zhǔn)確度的發(fā)展歷程,較好地滿足了我國快速發(fā)展的各重點(diǎn)航天型號的測量需求,并逐步制定一系列的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),形成了各類航天特色鮮明的特種傳感器產(chǎn)品系列,涵蓋了壓力、溫度、液位、過載、振動、沖擊、角速率、位移、流量、燒蝕、噪聲、濕度、應(yīng)變、風(fēng)速、氣體、輻射等測量參數(shù)。特別是近年來,在國家超高密度航天型號任務(wù)的牽引下,我國下一代航天傳感器技術(shù)在新型MEMS智能傳感器技術(shù)、極限環(huán)境特種傳感器技術(shù)、高性能光學(xué)傳感系統(tǒng)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)方面取得了眾多具有國際先進(jìn)水平的成果。

今天,傳感器技術(shù)飛速發(fā)展,傳感器已經(jīng)不再滿足于僅僅能夠檢測被測對象的單一信息,而是集多參數(shù)信息測量、融合分析處理和高速傳輸于一體的智能傳感器,世界級的微型化、芯片化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等技術(shù)必將為大航天時(shí)代提供更全面、更精確、更智能的傳感器。

參考文獻(xiàn):

1).中國航天科技集團(tuán)官網(wǎng),公眾號

2).航天愛好者網(wǎng)

3).電科傳感,公眾號

4).智能傳感專委會,公眾號

5).《空間站核心艙器箭合體轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū),目前發(fā)射場設(shè)施設(shè)備狀態(tài)良好》,北京日報(bào)

6).《神舟十二號,準(zhǔn)備好了》記者/薛晶,BY澎湃新聞(ID:thepapernews)

7).《榮耀!中國人又要飛起來了神舟十二號載人飛船的發(fā)射目的是什么》作者/智慧黑科技君,百家號

8).人民論壇網(wǎng)

9). 新華社微博、央視新聞微博

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