LED照明在神舟十一号上竟扮演了如此“厉害”的角色

2016/10/22 19:49:37

 激动人心!10月17日,神舟十一号发射取得圆满成功。神舟十一号载人飞船将与天宫二号空间实验室再现“天神”之吻,景海鹏和陈冬开启中国航天员迄今最长太空驻留。
 





  
  如此“厉害”,那么究竟神舟十一号究竟“厉害”在何处?还别说,除了应用了诸如新配备了宽波束中继通信终端设备,提高安全性可靠性;升级光学成像敏感器——完成高难度“太空之吻”;调整轨道控制策略和飞行程序,适应393公里轨道高度等种种高难度技术外,还真与我们照明行业有关。
 
  
  作为重要的配套设施之一,航空航天产业对于照明以及照明设备的研发也有着极高的要求。
  
  要知道,神舟十一号在浩瀚的宇宙遨游过程中,会周期性地经过地球阴影区,此时会经历很长时间的黑暗,影响在轨任务的顺利完成。因此,飞船舱内照明设备和交会对接照明设备就显得尤为重要,不仅要为航天员提供舱内工作、生活照明,还要为载人飞船与空间实验室在阴影区的交会对接提供摄像辅助照明。
  
  作为国家部署在最西部的航天科研单位,中国航天科技集团公司五院510所共承担了神舟十一号阀门、热控、减振、结构、照明五个分系统的43台(套)产品的研制任务。另据记者了解,神舟十一号后,除空间站机械臂相机照明外,包括货运飞船、空间站各舱段在内的我国所有舱内外宇航照明产品均由510所承担研制,包括返回舱照明灯、返回舱照明灯开关、轨道舱照明灯、轨道舱照明开关板、交会对接灯a/b、交会灯电源等整套照明设备。
  
  “在太空,如果直接采用生活中常用的白炽灯、节能灯,估计在飞船上还没用几天就熄火了。飞船上究竟采用了什么光源?神舟十一号飞船舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会对接照明设备(远距离投光照明)使用LED光源,也就是固态照明光源。”承担这一设备研制任务的航天科技集团五院510所产品主管设计师杨军说。
  
  他表示,载人飞船有了舱内照明设备和交会对接照明设备后,当飞船进入地球阴影区时,航天员在舱内仍然可以正确判读仪表,手动操作各种开关,再也不会误打误撞了,飞船与空间实验室交会对接也多了一份成功的保障。
 
  
  △神舟十一号三大任务
  
  LED在航天航空事业功勋卓著
  
  与照明在其他应用领域的要求不同,首先,外太空环境十分复杂,温差变化大,各种太空辐射、静电很多,照明灯必须承受这些恶劣环境。其次,航天照明系统必须坚固耐用,安全性高,寿命长,不能在中途发生故障。第三,航天照明系统需要做到高效率、低功耗,减少飞船能源消耗。第四,随着我国航天工程水平的不断提高,如宇航员出舱活动、飞船空间停靠和交会对接等航天任务对空间光源和照明系统提出了更高的需求。外太空的各种特殊条件和对照明的苛刻要求决定了LED是最适合用于航天照明的光源。
  
  承担如此重任的除了510所外,值得一提的还有上海技术物理研究所,自2008年起至今,该所研制了出舱照明灯、舱内照明灯和交会对接照明灯三类共计数十台航天照明产品,已将其成功应用于我国神舟七号飞船航天员出舱活动、神舟飞船与天宫一号飞行器交会对接、飞船和飞行器舱内照明等相关任务。为载人航天空间站工程相关照明产品的研制和应用奠定了技术基础,对推动我国高端LED照明产品产业的发展具有重大意义。
  
  LED在航天航空事业中的应用盘点
  
  2008年9月,中国神七飞船上用于航天员出舱行走以及太空图像拍摄的照明系统,是世界上第一次使用LED光源做为载人航天器的照明系统,也是中国大陆首个用于太空舱外的照明系统。
  
  2012年3月,陕西神光新能源有限公司联合日本三菱化学株式会社、中村科学器械工业株式会社、北京宇极科技发展有限公司共同投资开发LED荧光粉生产线项目落户西安航天基地。
  
  2012年6月,中国神九与天宫对接,这标志着中国已经掌握了不同航天器之间对接的关键技术,并将朝向建设中国自身的空间站跨出一大步。此次交会对接采用大功率LED作为聚光照明光源,这在国内外尚属首次。
  
  2012年8月,位于美国亚利桑那州的N次方环球技术有限公司(NthDegree)与美国宇航局签署了一项合约,轻质LED墨水将成太空用光源。
  
  2013年1月,神光皓瑞公司的新型LED外延片及芯片生产项目在西安航天基地试产成功。由该型外延片制成的成品灯能将1瓦电能转化为100ML(光亮度单位)光能,比目前全球市场通用的LED成灯光效能提高约3成。该项目技术团队负责人是中国“芯片教父”张汝京博士。
  
  2013年8月,美国宇航局对波音公司的CST-100航天器进行了飞行状态评估测试,LED设备入驻波音航天器太空舱。CST-100航天器的一个特征是机舱内部发出的紫色光芒。这是波音公司的“天空内饰”,使用LED照明来为宇航员创造更平静的环境。
  
  2013年10月,美国宇航局决定为国际空间站的宇航员们提供太空种植的可食用蔬菜,首批将栽培6株莴苣,由粉红LED灯提供光合作用所需光线。太空莴苣种植28天后就能成熟,达到可以食用的程度。以往试验已经证明,零重力环境并不会对这些蔬菜的生长造成影响。在太空种植食材可很好地解决未来长途太空旅行中新鲜食物供给这一难题。
  
  2014年9月,美国宇航局与波音公司签订了一份价值为42亿美元的合同,用于为NASA的商业载人航天项目打造CST-100载人航天飞船。CST-100上将采用波音公司的LED“Sky Lighting”技术。
  
  2015年7月11日,三安光电与上海航天电子通讯设备研究所签订了《战略合作协议》。上海航天电子通讯设备研究所是中国航天科技集团公司所属的专门从事航天电子技术研究、产品开发和生产的专门事业单位。
  
  2016年10月17日,神舟十一号载人飞船于10月17日7时30分发射,这不仅是航天工业领域的一项壮举,更开启了我国航天军工领域的资本新篇章,照明设备均使用510所研制的LED光源。
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