航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜
近日，中國(guó)空間站全面建成后航天員首次出艙活動(dòng)取得圓滿(mǎn)成功，空間站里的航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜受到廣泛關(guān)注。航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜主要用于哪些試驗(yàn)？又具備哪些先進(jìn)功能？
我國(guó)空間站工程航天技術(shù)試驗(yàn)是空間站應(yīng)用任務(wù)的一個(gè)重要領(lǐng)域，作為該領(lǐng)域的抓總研制單位，航天科技集團(tuán)五院為空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙配置了航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜，它將有力推動(dòng)我國(guó)航天新技術(shù)試驗(yàn)取得新成果。
據(jù)航天科技集團(tuán)五院專(zhuān)家介紹，航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜在軌至今，已成功開(kāi)展在軌功能測(cè)試和部分載荷在軌試驗(yàn)，目前產(chǎn)品狀態(tài)良好。首批搭載的五個(gè)技術(shù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已開(kāi)啟太空之旅，將開(kāi)展空間新型熱管理、空間先進(jìn)能源轉(zhuǎn)換、環(huán)控與生保等新技術(shù)試驗(yàn)，其中多個(gè)項(xiàng)目尚屬首次在軌亮相。
航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜具備結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)、熱管理、配電控制、信息管理四大基本功能，為各類(lèi)載荷在軌試驗(yàn)提供機(jī)、電、熱、信息等標(biāo)準(zhǔn)化接口，支持各類(lèi)試驗(yàn)項(xiàng)目的在軌滾動(dòng)實(shí)施，為航天新技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展提供了強(qiáng)大的驗(yàn)證平臺(tái)。
航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)為平臺(tái)設(shè)備提供了緊湊的布局空間，試驗(yàn)載荷不同，對(duì)在軌試驗(yàn)空間的要求必然多樣化。兼顧用戶(hù)需求和模塊化設(shè)計(jì)是解決多樣化需求和載荷接口標(biāo)準(zhǔn)化的最佳方式。結(jié)構(gòu)機(jī)構(gòu)子系統(tǒng)能夠提供13個(gè)種類(lèi)的試驗(yàn)空間，可以根據(jù)用戶(hù)需求，以最小的I型載荷單元為基礎(chǔ)，適應(yīng)多型規(guī)格的載荷單元以不同形式組合安裝，在軌實(shí)現(xiàn)載荷單元的自由匹配，最大化滿(mǎn)足試驗(yàn)需求。
機(jī)柜作為一個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)，為各個(gè)試驗(yàn)載荷提供了標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)、電、熱、信息等保障條件。載荷試驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生熱量，這就需要熱控子系統(tǒng)對(duì)載荷環(huán)境溫度進(jìn)行管理。熱控子系統(tǒng)通過(guò)多種手段為各個(gè)載荷提供了全方位服務(wù)。如果將航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜比喻成一棟大樓，熱控子系統(tǒng)就是這棟樓的“環(huán)境管家”，包括通風(fēng)子系統(tǒng)、液冷子系統(tǒng)和抽真空子系統(tǒng)三部分。
配電子系統(tǒng)為航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜本體和試驗(yàn)載荷提供充足的能源，為確保其絕對(duì)安全，在配電通路冗余設(shè)計(jì)的同時(shí)，配電子系統(tǒng)研制團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了多條供電相關(guān)故障模式與對(duì)策，特別是針對(duì)整柜母線無(wú)法斷電的終極故障，設(shè)計(jì)了指令與手動(dòng)開(kāi)關(guān)可同時(shí)斷電的工作模式，航天員可以通過(guò)手動(dòng)開(kāi)關(guān)完成整柜的緊急斷電。另外，配電子系統(tǒng)通過(guò)配電通路指示燈等人性化、實(shí)用化設(shè)計(jì)，使航天員可直接觀察機(jī)柜的各路配電通路加斷電狀態(tài)。
信息管理子系統(tǒng)是整柜的信息控制中樞，通過(guò)它搭建的“神經(jīng)系統(tǒng)”，控制著機(jī)柜和試驗(yàn)載荷在軌的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。信息管理子系統(tǒng)所使用的光纖通信鏈路是機(jī)柜和外部空間應(yīng)用系統(tǒng)的唯一數(shù)據(jù)傳輸通道，可謂實(shí)現(xiàn)機(jī)柜本體對(duì)外通信的“第一道大門(mén)”，承擔(dān)著柜內(nèi)載荷數(shù)據(jù)交換與打包、上行指令數(shù)據(jù)的處理和分發(fā)等重任。試驗(yàn)載荷在軌獲取的寶貴試驗(yàn)數(shù)據(jù)，都是通過(guò)它來(lái)“聯(lián)通天地”。
信息管理子系統(tǒng)還配置了綜合管理設(shè)備，不僅用于實(shí)現(xiàn)柜內(nèi)4路載荷的配電和柜內(nèi)熱控產(chǎn)品的配電與控制功能，還肩負(fù)采集各載荷實(shí)時(shí)遙測(cè)并下傳、轉(zhuǎn)發(fā)載荷指令的重任。
同時(shí)，信息管理子系統(tǒng)配置的無(wú)線收發(fā)設(shè)備，可用于支持無(wú)線終端的快速接入，保障艙內(nèi)高速無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋。針對(duì)大容量載荷數(shù)據(jù)的在軌存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便易懂的文件存儲(chǔ)架構(gòu)為載荷數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與回放提供了可靠技術(shù)支撐。
