梦天实验舱是个身长17.88米,体重超过23吨的“大块头”,内部设备达900多台(套),接口更是多达10万余个,其中不乏身材需以毫米甚至微米衡量的精微元器件。别看它们体型小巧,重要性却不遑多让,在浩瀚太空中展现着“中国精度”的力量。
在梦天实验舱上,微型特种电机是仪器设备完成各种动作的“神助攻”。可以说,凡是实验舱内需要动作的地方,都离不开电机。它们的体型相当小巧,外径可以小到几十毫米,最轻不过几十克重。“在航天任务中,微特电机是真正意义上体格小、能量大的‘小金刚’‘小灵通’。”中国电科集团21所电机事业部高级工程师戚振亚说,该所共为梦天实验舱配套了10多个品种的微特电机,它们可以作为温控阀驱动机构调节舱内温度,也能担任货物转移的“搬运工”,还能驱动太阳能帆板对日定向,实现“蚂蚁搬大象”的效果。
如果把电机比作关节和肌肉,芯片则是大脑。中国电科集团55所主任设计师余旭明举例道,一枚仅6平方毫米的氮化镓功放芯片,却是载荷系统发射电路的关键核心元器件。它是深空信号传输的“放大镜”,为天地通讯搭建起高速路,且经过工艺和电路设计的技术创新,其发射功耗降低了20%。目前,该所共有25种核心器件在载荷、火箭、地面测控等系统中得到应用。
航天科工三院33所研制的石英挠性加速度计,则是让梦天实验舱实时“感知”自身速度、位置的重要测量元件。如果有机会将它拆开,你会看到其核心部件石英摆片最薄的“梁”,厚度仅有头发丝粗细的三分之一左右,可谓“吹弹可破”。因此其生产过程必须精雕细刻,且要在洁净环境中完成装配生产。
而在梦天实验舱的“座驾”长五B火箭上,一条轻巧绵薄的纳米气凝胶隔热毡,能为发动机燃气管路周边的电子元器件提供有效热防护。航天科工集团三院306所第五技术部副主任张凡介绍,气凝胶材料密度可低至水的四十分之一,却能在1500摄氏度的高温下显示出优异的隔热性能,在载人航天、深空探测等航天工程中将大有作为。
高精度的液压吊具能护航梦天实验舱的“最后一毫米”。文昌发射场地面系统航天器技术总体助理工程师肖璐介绍,只要不超过45吨的重物,都可以用液压吊具进行操作,手动上升泵打开一次可伸缩0.025毫米,下降泵则能实现缓慢匀速下降,为舱箭对接提供可靠的、受到严密控制的一次动力源。