(转)【天问一号:在探火路上来一次“后发先至”】#中国航天#

今年7月,火星探测迎来发射“窗口期”,一旦错过,就要等待近26个月。随着这一关键节点的临近,筹划了多年的中国首个火星探测项目,也终于有了自己的名字——“天问一号”,中国行星探测任务则被命名为“天问(Tianwen)系列”。

我国首次火星探测任务计划于7月择机在中国文昌航天发射场执行。中国航天科技集团五院火星探测器副总设计师贾阳此前表示,此次探测任务目标是通过一次发射,实现火星环绕、着陆、巡视探测目标,开展对火星全球性和综合性的探测,并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察。

[一举多得

少花钱多办事]

纵观人类航天史,人们似乎对火星“情有独钟”,截至目前,全球共有40余次火星探测活动,这是为何?

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟在接受科技日报记者采访时给出了答案:“火星是太阳系内与地球特点最为接近的行星,是人类未来移民的首选地。”

毋庸置疑,人类“第二家园”这一诱惑实在太大。“火星过去可能拥有过适合地球生命生存的环境条件。”张伟表示,研究火星地质、表面成分的长期演变过程,岩石和空气、水的相互作用等,将有助于我们理解火星生命可能存在和消失的原因,进而分析和预测地球的未来。

张伟介绍,人类探测火星的方式通常包括环绕、着陆、巡视、采样返回、载人登陆探测等。今年“天问一号”一次发射同时要完成环绕、着陆、巡视3种探测目标,实属“少花钱,多办事”。

一举多得的背后,是复杂的技术和较高的风险,国际上也鲜有先例。美国海盗1号、海盗2号火星探测器曾通过一次发射实现了环绕、着陆两种探测目标;欧洲也曾进行过类似的尝试,但并未成功,只实现了“一举一得”。

在中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来,我国首次火星探测任务实为“弯道超车”。他在接受媒体采访时曾表示,我们若想实现超越,需要利用现有的技术实现“两步并成一步走”。事实上,我国很早就开展了相关研究。此次我国火星探测环绕、着陆、巡视计划如果能够一步完成,这一跨越式方案将成为全球首次。

[多方合力 备战探火“大考”]

正如叶培建院士所言,我国火星探测计划筹谋已久。

“2010年8月,8位院士联名向国家建议,开展月球以远深空探测的综合论证,国家国防科技工业局立即组织专家开展了发展规划和实施方案论证。”中国国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言曾撰文写道,首次火星探测是深空探测的起点和重点,实施方案经过三轮迭代和深化,于2016年1月正式立项实施。

从此,一场瞄准火星的深空探测大戏正式拉开帷幕。

首次火星探测任务由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用5大系统组成。其中,探测器、运载火箭均由中国航天科技集团抓总研制。

2017年9月,第三届北京月球与深空探测国际论坛传来消息,我国火星探测任务的相关载荷已经基本确定,涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域。

此次任务所采用的长征五号遥四火箭也已做好了充足准备。2020年1月,长征五号遥四火箭大推力氢氧发动机顺利完成了总装出厂前的最后一项验证,标志着这台发动机性能达到预定要求,即将转入火箭总装阶段。

针对火星探测器的测控系统,是一种基于现有的航天测控网和深空测控网,包括北京航天飞行控制中心、佳木斯66米口径天线测控站等,对火星探测器进行状态监视、轨道测量、飞行控制、在轨管理和应急处置等的系统。2020年3月,北京航天飞行控制中心完成火星探测任务无线联试,充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性,对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试,为任务顺利开展打下了坚实基础。

中国文昌航天发射场也正积极备战中。2020年5月5日,长征五号B运载火箭首次飞行任务发射场区指挥部指挥长张学宇表示,中国文昌航天发射场已经具备了高密度发射实战能力、高中低轨空间投送能力和任务并行测试发射能力。当前,发射场系统将持续做好火星探测、嫦娥五号以及后续空间站建设阶段飞行任务等重大航天发射任务的组织实施,坚决夺取疫情防控和航天发射任务“双胜利”。

地面应用系统整体吊装完成,备受瞩目。2020年4月25日,由中国科学院国家天文台承建的首次火星探测工程地面应用系统,在天津成功实施完成70米天线反射体的整体吊装,中国首次火星探测工程副总设计师兼地面应用系统总指挥李春来表示,70米天线今年10月能完全具备火星探测的数据接收能力。

目前,探测任务计划正在有条不紊地进行,相关工作人员正加班加点,为即将到来的“大考”做准备。

[难点众多

挑战与机遇并存]

根据火星与地球的运动关系,再结合实际,考虑到当前运载火箭的能力,就会发现每隔26个月才有一次有利的火星探测器的发射机会。

今年是全球火星探测的爆发期。据了解美国、阿联酋也计划于今年发射探测器,而此前同样有此计划的欧俄联合火星探测任务因疫情等原因推迟到2022年。

据统计,至今全球火星探测成功率大约为40%,原因在于火星探测工程难点众多。

张伟表示,火星探测最大的难点在于“恐怖7分钟”——在进入、下降与着陆过程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米降低到零。这需要融合多种减速手段才能实现,包括气动外形、降落伞和反推等,也需要自主导航控制技术来保证。

“再者,探测器从地球飞往火星需要200余天,漫漫长路需要有可靠的通信。”张伟告诉科技日报记者,除此之外,在一定体积和重量约束的前提下,火星探测器还要充分提高能源的利用率,包括高效多结太阳能电池技术、高效蓄电池技术,以及能量密度高、寿命长的核电源等。

由此看来,此次我国同时开展“绕”“落”“巡”探测目标,其难度之高不言而喻。这不畏艰难、勇于挑战的底气,源自我国深空探测技术的飞速发展,源自无数航天科技工作者的不懈努力!

(来源:科技日报)

#科技前线#
一步到位!天问一号,看你的了!

今年7月,火星探测迎来发射“窗口期”,一旦错过,就要等待近26个月。随着这一关键节点的临近,筹划了多年的中国首个火星探测项目,也终于有了自己的名字——“天问一号”,中国行星探测任务则被命名为“天问(Tianwen)系列”。

我国首次火星探测任务计划于7月择机在中国文昌航天发射场执行。中国航天科技集团五院火星探测器副总设计师贾阳此前表示,此次探测任务目标是通过一次发射,实现火星环绕、着陆、巡视探测目标,开展对火星全球性和综合性的探测,并对火星表面重点地区进行精细巡视勘察。

纵观人类航天史,人们似乎对火星“情有独钟”,截至目前,全球共有40余次火星探测活动,这是为何?

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟在接受科技日报记者采访时给出了答案:“火星是太阳系内与地球特点最为接近的行星,是人类未来移民的首选地。”

毋庸置疑,人类“第二家园”这一诱惑实在太大。“火星过去可能拥有过适合地球生命生存的环境条件。”张伟表示,研究火星地质、表面成分的长期演变过程,岩石和空气、水的相互作用等,将有助于我们理解火星生命可能存在和消失的原因,进而分析和预测地球的未来。

张伟介绍,人类探测火星的方式通常包括环绕、着陆、巡视、采样返回、载人登陆探测等。今年“天问一号”一次发射同时要完成环绕、着陆、巡视3种探测目标,实属“少花钱,多办事”。

一举多得的背后,是复杂的技术和较高的风险,国际上也鲜有先例。美国海盗1号、海盗2号火星探测器曾通过一次发射实现了环绕、着陆两种探测目标;欧洲也曾进行过类似的尝试,但并未成功,只实现了“一举一得”。

在中国航天科技集团五院深空探测和空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建看来,我国首次火星探测任务实为“弯道超车”。他在接受媒体采访时曾表示,我们若想实现超越,需要利用现有的技术实现“两步并成一步走”。事实上,我国很早就开展了相关研究。此次我国火星探测环绕、着陆、巡视计划如果能够一步完成,这一跨越式方案将成为全球首次。

多方合力,备战探火“大考”

正如叶培建院士所言,我国火星探测计划筹谋已久。

“2010年8月,8位院士联名向国家建议,开展月球以远深空探测的综合论证,国家国防科技工业局立即组织专家开展了发展规划和实施方案论证。”中国国家航天局探月与航天工程中心深空探测总体部部长耿言曾撰文写道,首次火星探测是深空探测的起点和重点,实施方案经过三轮迭代和深化,于2016年1月正式立项实施。

从此,一场瞄准火星的深空探测大戏正式拉开帷幕。

首次火星探测任务由工程总体和探测器、运载火箭、发射场、测控、地面应用5大系统组成。其中,探测器、运载火箭均由中国航天科技集团抓总研制。

2017年9月,第三届北京月球与深空探测国际论坛传来消息,我国火星探测任务的相关载荷已经基本确定,涉及空间环境探测、火星表面探测、火星表层结构探测等领域。

此次任务所采用的长征五号遥四火箭也已做好了充足准备。2020年1月,长征五号遥四火箭大推力氢氧发动机顺利完成了总装出厂前的最后一项验证,标志着这台发动机性能达到预定要求,即将转入火箭总装阶段。

针对火星探测器的测控系统,是一种基于现有的航天测控网和深空测控网,包括北京航天飞行控制中心、佳木斯66米口径天线测控站等,对火星探测器进行状态监视、轨道测量、飞行控制、在轨管理和应急处置等的系统。2020年3月,北京航天飞行控制中心完成火星探测任务无线联试,充分验证了探测器与地面系统的接口匹配性和一致性,对各类方案、技术状态、软硬件系统进行了全面测试,为任务顺利开展打下了坚实基础。

中国文昌航天发射场也正积极备战中。2020年5月5日,长征五号B运载火箭首次飞行任务发射场区指挥部指挥长张学宇表示,中国文昌航天发射场已经具备了高密度发射实战能力、高中低轨空间投送能力和任务并行测试发射能力。当前,发射场系统将持续做好火星探测、嫦娥五号以及后续空间站建设阶段飞行任务等重大航天发射任务的组织实施,坚决夺取疫情防控和航天发射任务“双胜利”。

地面应用系统整体吊装完成,备受瞩目。2020年4月25日,由中国科学院国家天文台承建的首次火星探测工程地面应用系统,在天津成功实施完成70米天线反射体的整体吊装,中国首次火星探测工程副总设计师兼地面应用系统总指挥李春来表示,70米天线今年10月能完全具备火星探测的数据接收能力。

目前,探测任务计划正在有条不紊地进行,相关工作人员正加班加点,为即将到来的“大考”做准备。

难点众多,挑战与机遇并存

根据火星与地球的运动关系,再结合实际,考虑到当前运载火箭的能力,就会发现每隔26个月才有一次有利的火星探测器的发射机会。

今年是全球火星探测的爆发期。据了解美国、阿联酋也计划于今年发射探测器,而此前同样有此计划的欧俄联合火星探测任务因疫情等原因推迟到2022年。

据统计,至今全球火星探测成功率大约为40%,原因在于火星探测工程难点众多。

张伟表示,火星探测最大的难点在于“恐怖7分钟”——在进入、下降与着陆过程中,要在7分钟内将探测器的时速从2万千米降低到零。这需要融合多种减速手段才能实现,包括气动外形、降落伞和反推等,也需要自主导航控制技术来保证。

“再者,探测器从地球飞往火星需要200余天,漫漫长路需要有可靠的通信。”张伟告诉科技日报记者,除此之外,在一定体积和重量约束的前提下,火星探测器还要充分提高能源的利用率,包括高效多结太阳能电池技术、高效蓄电池技术,以及能量密度高、寿命长的核电源等。

由此看来,此次我国同时开展“绕”“落”“巡”探测目标,其难度之高不言而喻。这不畏艰难、勇于挑战的底气,源自我国深空探测技术的飞速发展,源自无数航天科技工作者的不懈努力 https://t.cn/RJy3SRq

管道式除湿机的工作原理及日常维护保养措施

管道除湿机,用蒸发器来给空气降温除湿,并回收系统的冷凝热,弥补空气中因为冷却除湿时散失的热量,是一种高效节能的除湿方式,已经广泛应用于国防工程、人防工程、 烟草及石化行业、地铁车站、航天领域净化工程、实验室、电讯器材室、档案室、食品房 、制药或胶片车间、特种玻璃制造、粮食、木材等的除湿干燥和高湿空间的除湿与温度控制等有除湿要求的场所。

产品模式

管道式调温除湿机结构、款型多样,管道除湿机需要连接管道出风,管道内要保证空气流动时足够的气压,管道除湿机按进出风方式分:a、前进风(格栅回风)、前出风(风帽送风),b、后进风(法兰回风)、顶出风(法兰进风),c、前进风(格栅回风)、顶出风(法兰送风)三种型式。
具有如下优点:

一、降温除湿模式

当室内温湿度都比较高,而且室内冷负荷比较大时,系统运行于降温除湿模式。此时四通阀不带电,系统按制冷方式运行,室内第二换热器支路为电磁阀关断,室外换热器为冷凝器,室内第一换热器为蒸发器。室内空气只被室内第一换热器降温除湿,成为低温低湿的空气返回室内。在这种模式下,还可以调节室外换热器的风量或水量进一步调节制冷量和除湿量,制冷量和除湿量都随着室外换热器风量或水量的增加而上升。

二、调温除湿模式

当室内湿度和湿负荷都比较高,而且室内冷负荷比较小时,系统运行于调温除湿模式。此时四通阀不带电,系统仍按制冷方式运行,室外换热器和室内第二换热器为两个并联的冷凝器,室内第一换热器为蒸发器。室内空气被室内第一换热器降温除湿后,经过室内第二换热器时被部分冷凝热进行再热后,空气返回室内。在这种模式下,还可以调节室外换热器的风量和水量来调节两个冷凝器换热量的分配,进一步控制室内再热量,从而达到控制室内空气温度的目的。

三、升温除湿模式

当室内湿度和湿负荷都比较高,但是室内温度低且热负荷比较小时,系统运行于升温除湿模式。此时四通阀不带电,系统按制冷方式运行,室外换热器支路被电磁阀关断,室内第二换热器为冷凝器,室内第一换热器为蒸发器。由于室内第二换热器中也有高温制冷剂流过,室内空气被室内第一换热器降温除湿后,经过室内第二换热器全部冷凝热都被用来再热空气。在这种模式下,由于室外换热器的制冷剂流路关断,全部冷凝热都由室内第二换热器承担,系统冷凝热要大于蒸发热,所以被处理的空气湿度下降温度上升。

四、制热模式

当室内温度很低,而且热负荷比较大时,尽管相对湿度比较高,但是含湿量比较低,除去空气中的水分比较困难,但是将空气加热后,含湿量不变的情况下,空气的相对湿度就迅速下降,因此可以通过系统制热运行,来实现对室内温湿度的控制。此时四通阀带电,系统按制热方式运行,室内第二换热器被电磁阀关断,室外换热器为蒸发器,室内第一换热器为冷凝器。在这种模式下,室内空气被室内第一换热器加热后,经过室内第二换热器不进行换热后返回室内。这样空气的温度上升、湿度下降,从而实现对室内温湿度的控制。

五、自动除霜

当系统运行于(一)-(三)模式时,室内第一换热器为蒸发器,当蒸发器表面温度低于0℃,进入蒸发器的空气相对湿度大时,空气中的水分可能在蒸发器外表面结霜,当霜达到一定厚度后,使得空气侧压力损失上升,空气流量降低,换热效果差,需要进行除霜。此时,使得机组运行于制热调湿模式(四),室内第一换热器作为冷凝器,高温制冷剂的进入使得霜迅速融化后,恢复原来的运行模式。

当系统运行于制热模式(四)时,室外换热器为蒸发器,当室外空气温度低湿度高而且蒸发器表面温度低于0℃时,室外换热器外表面也可能结霜,当霜达到一定厚度后,使得机组运行于调温除湿模式(二),室外换热器作为冷凝器,高温制冷剂的进入使得霜迅速融化,室内第二换热器也作为冷凝器,防止被室内第一换热器降温的空气直接进入室内,当霜完全除掉后,恢复制热调温模式。

维护保养

1、正确调节除湿机的设定湿度:使用者调节除湿机的设定湿度时,应根据自身对潮湿的感觉、空间内的人数、空间大小等实际情况设定湿度。通常在休息、睡觉等较少活动量的状态下,房间相对湿度在60%RH左右,人体会感觉到较为舒适。湿度设置太低,除会使人感觉到干燥外,由于室内、外湿度差别较大,湿气扩散较快,致使压缩机频繁的开机和停机,缩短了除湿机的使用寿命,也消耗较多能源。

2、定期对除湿机进行清洁:定期拆下除湿机的过滤网进行清洁,可以有效提高除湿机的除尘效果,改善环境空气品质。定期清洗室外机的散热片,可有效提高其换热系数和换热效率,提高除湿机的工作效率。

3、定期让专业人员检查除湿机:除湿机经过长期的使用后,机组内的电气线路和控制元件都会有不同程度的老化,严重的会对机组和人体造成伤害,定期让专业人员对除湿机的电路进行检查,更换老化的元件,补充制冷剂,能防止元件老化对机器和人体产生危害,并能使除湿机保持在良好的工作状态。

4、长期不使用除湿机,应做好保护措施:长期不使用除湿机时,应用防护罩罩着除湿机,避免其日晒雨淋、灰尘沉积,造成日后清洗和维护的困难。


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