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出品：科普中國

制作：中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心 楊吉 董文博

監(jiān)制：中國科學(xué)院計算機網(wǎng)絡(luò)信息中心

【原編者按：

即將發(fā)射的天舟一號，除了要與天宮二號交會對接、實施推進劑在軌補加，還要開展一系列空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗的任務(wù)。

中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心是載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)的總體單位，代表中國科學(xué)院抓總負(fù)責(zé)載人航天空間科學(xué)與應(yīng)用任務(wù)的規(guī)劃、實施及成果產(chǎn)出與推廣，具體承擔(dān)工程研制的組織管理，系統(tǒng)設(shè)計、集成、測試，可靠性保障，在軌技術(shù)支持，有效載荷運控管理，數(shù)據(jù)獲取及應(yīng)用成果的推廣服務(wù)等系統(tǒng)技術(shù)支持、支撐、保障、服務(wù)工作。

在此特別感謝中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心的支持！】

在生活中，我們手里拿著一杯滿滿的水，走動時水就會灑；我們手里拿著相機，如果發(fā)生抖動，照片就會模糊。在工業(yè)生產(chǎn)中，靜密加工平臺中遇到振動，就會造成加工失敗；結(jié)晶體中遇到振動，晶體生長就會出現(xiàn)瑕疵；吊艙相機中發(fā)生晃動，會影響圖像質(zhì)量。

而航天器上，雖然處于微重力環(huán)境，但是由于星上、船上的姿軌控、風(fēng)機、飛輪、帆板的動作，帶來了很多擾動。

科學(xué)實驗（流體、材料、基礎(chǔ)物理）如果不能克服這些微擾動，就達(dá)不到理想的微重力效果，失去了上天實驗的意義。此外，星上的高分辨對地觀測相機、天文相機，如果遇到振動，就會發(fā)生成像模糊。激光通信、激光掃描，如果遇到船體振動，就會造成光線發(fā)散，能量耗散。

所以，一定要隔離振動，才能給航天器創(chuàng)造更好的條件。

主動隔振技術(shù)是什么？

隔振有被動隔振和主動隔振的區(qū)別。采用被動隔振，加彈簧或阻尼就可以，自行車的車坐上都有；但彈簧有共振頻點，隔振水平也一般，不能滿足高指標(biāo)要求的隔振。

而根據(jù)微重力科學(xué)實驗的要求，要做到隔離1Hz以下的振動（或者叫做晃動）；而且要達(dá)到0.0001g以下的水平（地面的重力是1g，汽車路面振動一般小于0.1g），才能獲得更好的微重力環(huán)境水平，實現(xiàn)更理想的科學(xué)研究成果。在這種情況下，我們的科研人員開始研發(fā)主動隔振技術(shù)。

本次天舟一號“主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗證”任務(wù)由中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心負(fù)責(zé)。該項目經(jīng)過了從科學(xué)論證到技術(shù)攻關(guān)、從實驗室技術(shù)到高可靠產(chǎn)品的歷程，可以說是“十年磨一劍”。

項目組來自各個專業(yè)方向的團隊，平均年齡35歲以下。依靠大家的齊心協(xié)力和共同努力，終于搭上了天舟的班車。

天舟一號上的主動隔振裝置有兩個主要目標(biāo)：

第一、在空間進行六自由度主動隔振關(guān)鍵技術(shù)驗證，評估六自由度主動隔振控制算法，測試驗證主動隔振系統(tǒng)的功能和性能指標(biāo)；

第二，在飛船平穩(wěn)期為非牛頓實驗檢驗關(guān)鍵技術(shù)驗證裝置提供高水平微重力環(huán)境。

這項技術(shù)屬于國內(nèi)首次實施，將使我國成為繼美國和加拿大后第3個在軌采用主動隔振控制技術(shù)服務(wù)于空間微重力實驗研究的國家；將極大支持和推動空間站高微重力實驗平臺的研制建設(shè)，取得的技術(shù)成果可以直接服務(wù)于未來我國空間站階段的空間科學(xué)實驗載荷。

主動隔振裝置電控箱和主體

主動隔振技術(shù)如何實現(xiàn)“主動出擊”

那么這項技術(shù)的原理和裝置構(gòu)成是什么呢？

主動隔振系統(tǒng)由定子和浮子兩部分構(gòu)成，利用磁懸浮主動控制技術(shù)，使浮子和定子非接觸，從而隔離來自飛船平臺的振動?？刂破魍ㄟ^加速度計感知浮子加速度的變化，通過位置敏感器感知定子浮子相對位置的變化，并計算反饋電流，驅(qū)動電磁激勵器，形成閉環(huán)控制。

主動隔振裝置由主體和電控箱兩臺單機構(gòu)成，非牛頓引力驗證裝置安裝在主體的浮子上，通過屏蔽罩封閉。

主動隔振裝置工作原理

主動隔振裝置地面測試高頻隔振效果（紅色是定子、藍(lán)色是浮子）

未來，我們想繼續(xù)推廣主動隔振技術(shù)在空間的應(yīng)用。

天舟一號的搭載是我們的“小目標(biāo)”，我們的長期目標(biāo)是做強空間磁懸浮主動隔振的技術(shù)，為更多空間應(yīng)用載荷服務(wù)，例如空間光學(xué)相機、激光通信等，助力他們達(dá)到更高的指標(biāo)水平，實現(xiàn)更高的科學(xué)和技術(shù)成果。

如果有可能的話，我們的技術(shù)也可以在航空光學(xué)吊艙、車船減振、工業(yè)精密加工、相機防抖等方方面面發(fā)揮作用。

項目團隊成員合影

（前排：董文博、周妍林、白晨紅、王婷、桑曉茹、康博齊、劉桂芝、元媛、高玉娥

后排：任國榮、于夢溪、劉偉、呂世猛、張永康、楊鵬、王安平、李宗峰。）

空間科學(xué)、空間應(yīng)用、空間技術(shù)是空間三駕馬車。要想實現(xiàn)從航天大國到航天強國的跨越，就要不斷的提升我們的載荷技術(shù)水平，在細(xì)節(jié)上、在精度上、在性能上的指標(biāo)上達(dá)到更高的高度，使我們步入強國之列。

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