“你只管飞，速度和位置我来盯着”
“天舟一号”重要部件石英挠性加速度计解密
■记者邹维荣、韩阜业
随着天舟一号货运飞船发射任务的顺利完成，大家的焦点都落在了天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室的交会对接上，此次天舟一号货运飞船搭载着一个重要部件——石英挠性加速度计。这个部件是由中国航天科工三院33所研制的功勋产品，继助力神舟飞船历次飞行任务、嫦娥系列飞行任务之后，将在“功劳簿”上又增添了浓墨重彩的一笔。
石英挠性加速度计共有两大使命：一是作为天舟一号货运飞船光纤惯性测量单元的重要组件之一，将主要用于测量飞船飞行过程的线加速度，为飞船确定自身方位提供信息；二是作为天舟一号货运飞船微重力主动隔振平台关键技术验证的重要组件，将对载荷六自由度的空间运动作精确测量，帮助平台精准消除振动。
作为一款“久经沙场”的“宿将”，天舟一号货运飞船上搭载的石英挠性加速度计与我国历次飞天任务渊源已久，从“神舟一号”到“神舟七号”，石英挠性加速度计成功为飞船返回舱提供了精确的测量；从“神舟八号”到“神舟十一号”，作为高精度石英挠性加速度计组合的核心器件，石英挠性加速度计身兼数职，为交会对接提供速度增量测量、为飞船姿态控制提供微重力测量、为飞船返回舱提供速度测量等；在已经完成的嫦娥三号飞行任务和即将开展的嫦娥五号飞行任务中，它都是不可或缺的重要产品，以其稳定的表现提供精准的测量数据。
空气将越来越稀薄，大气压力也将越来越低，最终将接近于真空。为了保证正常工作，科技人员给石英挠性加速度计穿上一套密不透风的“外衣”，防止内部气体在真空环境下的泄漏。为了充分保证密封的可靠性，又模拟太空使用环境，对这件密封外衣进行了振动、冲击、热循环、热真空等严酷试验的考核，经过千锤百炼的石英挠性加速度计密封外衣终于问世，为石英挠性加速度计真空环境工作提供了一个坚实的屏障。
为了保证可靠性，33所技术人员在8个月的时间里，对石英挠性加速度计进行了温度循环、振动冲击、低气压、离心实验等苛刻的试验验证。
此次搭载天舟一号货运飞船飞天的，还有一套服务于我国未来实验室上有着高微重力水平要求的空间科学实验载荷的支撑平台——空间微重力主动隔振平台。评价平台隔振性能好坏的主要技术指标是空间科学试验载荷的微重力加速度大小，为使其达到理想的微重力加速度水平，要对载荷六自由度的空间运动作精确测量，石英挠性加速度计当仁不让。
微重力测量有多难？如果是重力环境下测量加速度的难度好比是观测一个铁球砸在地上产生的影响的话，那么微重力测量几乎就等同于观测一根头发丝掉在地上产生的影响，其精度之高令人瞠目。
此外，石英挠性加速度计除了符合精度要求之外，还具有低噪声的优势，也就是说输出的信号中干扰因素比较少，这将有助于系统更加快捷准确地提取关键数据。假如没有石英挠性加速度计提供的数据，隔振平台就“不知道”该化解多大的振动影响，平台上的相关实验就没法顺利开展。
近年来，随着空天飞行任务的不断开展，长期在轨飞行对长期稳定性、长期密封性等提出了更高的要求，随着技术的不断突破，不远的将来，石英挠性加速度计将有望在更加宏伟的空天探测任务中再次带给人们新的、更大的惊喜。
