這些儀器助力神舟十五號載人飛行
這些儀器助力神舟十五號載人飛行
作者:本報記者 張蕾 張曉華
2022年11月30日5時42分,神舟十五號載人飛船與空間站組合體成功交會對接,中國空間站由此形成包含天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙和天舟五號貨運飛船、神舟十四號載人飛船、神舟十五號載人飛船的“三艙三船”構型。
此次載人飛行任務,不僅讓“神十四”和“神十五”實現“宇宙級同框”,也實現了中國航太史上首次航太員乘組在軌輪換。出色完成這一歷史使命,離不開飛船上的諸多“神器”,它們不僅對飛船的成功發射具有重要作用,也與飛船在軌正常工作及航太員的生命安全息息相關。
艙門快速檢漏儀:檢測艙門是否密封良好
“艙門已關好,可以脫航太服。”如此簡潔明瞭的指令,實際上是艙門快速檢漏儀對航太員的溫暖關懷。它的內部核心傳感系統能感受壓力和溫度的變化,在短時間內判斷艙門是否關閉完好,完成飛船艙門密封狀態檢測,並向航太員提供相關指令。
早期的神舟飛船通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性,這種方法準確、可靠,但缺點是耗時長。“艙門快速檢漏儀正是在此基礎上加以改進,實現了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準確檢漏,填補了我國在該領域的空白。”航太科技集團五院510所機電産品事業部高級工程師董義鵬説。
目前,艙門快速檢漏儀已經産品化,形成了包括固定式和攜帶型、具有豐富氣路和數據介面的型譜化産品,在具有相似環境的門體或腔體的密封檢測領域具有廣闊的應用前景。
照明設備:點亮神舟星際探索之路
在軌飛行時,神舟十五號載人飛船會週期性經過地球陰影區。因此,與空間站組合體“太空牽手”,穩定高效的照明非常重要。由航太科技集團五院510所研製的載人飛船艙內照明設備(近距離泛光照明)和交會對接照明設備(遠距離透光照明),不僅為航太員提供艙內工作和生活照明,也為飛船與空間站組合體在陰影區的交會對接提供攝像輔助照明。
為滿足複雜惡劣空間環境的使用要求,神舟十五號艙內照明設備和交會對接照明設備均採用先進的固態照明光源。據該所機電産品事業部高級工程師楊軍介紹,這種光源的優點是耐衝擊、抗振動、功耗低、穩定性高,但受限于發光材料的性能,固態照明對環境溫度比較敏感。
操縱棒:擺脫引力束縛的操控利器
在飛船的發射和返回過程中,航太員的身體被牢牢束縛在座椅上,即使各種設備近在咫尺,也是“鞭長莫及”。如何解決這一難題?航太科技集團五院510所研製的操縱棒可幫了大忙。
“操縱棒的把手是根據航太員手掌正常抓握狀態賦型設計的,外部輪廓曲面完美貼合航太員掌心,能夠滿足操作過程中的舒適度要求。此外,操縱棒桿體可無極伸縮,航太員可以根據現場條件,在一定範圍內任意調整其長度。” 航太科技集團五院510所機電産品事業部高級工程師段福偉解釋。
艙外航太服橡膠件:調節艙外航太服氣壓不可或缺
對艙外航太服而言,氣壓調節是重中之重,絕不能有一絲漏氣。航太科技集團四院42所研製的艙外航太服主氣密層、手套橡膠件、連接處密封件,都是實現艙外航太服氣壓調節不可或缺的組件。
該系列橡膠件具有高強度、高抗撕、耐高低溫交變等性能,空間環境適應性良好,同時亦能滿足空間飛行器衛生學標準要求。據宇航配套及特種橡膠材料與工藝高級工程師陳兵勇介紹,主氣密層涉及肩、肘、臀、膝、踝等多個活動關節,能夠為航太員在太空超低溫條件下靈活出艙提供基礎防護;手套橡膠件作為艙外航太服手套的重要部件,在方便航太員艙外作業的同時,也能提供必要的防護;連接處密封件則可以耐受空間環境,確保密封嚴絲合縫,並讓航太服的關節處使用起來靈活自如。
二氧化碳吸附藥盤:讓航太員在有氧環境執行艙外任務
航太員的活動時刻都在産生二氧化碳。因此,保持航太員生活環境的有氧狀態,是保障航太員生命安全和身體健康的重要環節。艙外航太服生命保障系統中的二氧化碳吸附藥盤,可在航太員執行艙外任務時,將二氧化碳濃度控制在允許範圍內。
二氧化碳吸附藥盤由航太科技集團四院42所耗時5年研製而成,團隊相繼攻克高效無毒配方、高強度成型工藝等關鍵技術,具有低流阻、低粉塵、高強度、高吸收率的特點,為航太員順利安全執行艙外任務打下了堅實基礎。“此外,我們還為空間站的太空廁所研製了大便袋上蓋組件,用於航太員日常排泄物的殺菌處理,讓他們長期在軌工作、生活的空間家園更加安全、衛生、舒適和溫馨。”宇航配套及特種橡膠材料與工藝高級工程師周渝凇補充道。(光明日報)