登录入口二院空间工程总体部:为卫星穿上“恒温衣”
发布时间:2025-02-12 信息来源:中国登录入口科工二院

  太空的温度环境非常恶劣,高温时有炎热的太阳直射,极寒时则温度可达-270℃,想要在这种高低温差巨大的环境下维持各星上设备的正常运转,“恒温”保持不可或缺。登录入口二院空间工程总体部热控班组,就是这样一群为卫星穿上“恒温衣”的人。

细致入微,为卫星“避暑御寒”

  “人体可以通过穿衣、吹空调等来维持体温,但是在外太空的卫星想要维持‘体温’却没有那么简单。”班组负责人王博士介绍。热控设计师需要在结构布局及飞行剖面的基础上,综合考虑能源、重量及成本代价,提出切实可行的热控措施,既要考虑结构布局,又要考虑电单机热耗;既要开展软件仿真,又要参与硬件实施;既要考虑骤升骤降的瞬态工况,又要考虑长期保持的稳态工况;既要从硬件上开展热控产品的投产,又要从软件上考虑热控算法的电测;既要从理论上分析热控措施是否合理,又要在实践中检验热控方案是否正确。王博士说:“每颗卫星设计的热控实施都不一样,我们要综合考虑各种因素,为其设定出专属方案,从而保障在轨任务顺利进行”。

追求极致,为卫星“节能降耗”

  卫星每多一瓦能耗,就会多一份负担。所以,如何让卫星“节能降耗”也是摆在热控设计师眼前的一个难题。在一次星上产品热控设计中,为了实现更高的精度要求,需要将一舱外设备的温度稳定度控制在±2℃以内,而班组以往所设计的该类产品温度稳定度普遍在±5℃。项目研制周期迫在眉睫,在查阅了大量文献后,设计师小魏提出了在控制设备本体温度外,额外将舱板进行控温的解决方案。虽然理论上可行,但在仿真评估中发现,直接给舱板进行控温的功耗代价超出预期,设计工作再次陷入僵局。“绝对不能让问题卡在我们身上,我们要把思路再打开。”王博士说。大家反复研究方法、查找问题原因、总结经验……最终,设计师小李用创新思路打破僵局:利用支架进行控温。在获得肯定后,小李随即开展了工作,一边优化控温措施,一边和结构设计师迭代支架的拓扑结构。功夫不负有心人,小李不仅成功实现了±2℃以内的温度控制,还将能耗代价降低了60%以上,有效实现了指标要求并通过飞行试验考核。

披星戴月,为卫星“保驾护航”

  一颗卫星进入太空前,需要通过热试验来考核热设计,到底能把卫星温度控得有多稳、有多准,都将在这一次大考中得到充分验证。2024年热控班组共承担20余项热控系统研制任务,经历了10余次热试验考核,由于常作为卫星转接段或出厂前的“收尾”节点,为保质按时完成任务,班组成员连续加班加点已成常态。这不仅是对热控系统的考核,在高强度工作下还要确保试验过程万无一失,更是对热控设计师的一次大考。临近年关,为全力确保型号任务节点,三个热试验任务并行开展。虽然任务很重,但是班组坚持“目标不变、标准不降”。“试验前确认关罐前状态,关罐后确认真空及热沉建立情况,进工况前后与各分系统确认所有星上产品工作状态,工况内光照地影每切换一次都要做数据记录和指标复合性判读,为卫星保驾护航绝对不能有纰漏”,王博士时常挂在嘴边的提醒成为班组每一名成员的行动准则。从关罐、环境建立,再到进工况,热控团队成员仔细核对每一项技术状态,检查每一项数据,确保不出现任何问题。

  从热试验开始的那一刻起,热控设计师就必须连轴转,为卫星“保驾护航”。班组成员轮流值守,迎着落日上班,迎着朝阳回家,虽然从事着一份高强度的工作,他们却甘之如饴。“看到卫星穿上我们为他专属定制的‘恒温衣’闪耀苍穹,一切都值了”王博士说。(文/王珏 陈静)