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揭秘:神舟十一和天宮二號上裝備至少9種秘密武器

2016-10-18 13:25:09|來源:華西都市報|編輯:趙妍

  原標題:33天!我國時間最長載人航天 神舟天宮上至少裝備9種秘密武器

  

  10月17日7時30分,神舟十一號載人飛船順利升空。

  神舟十一號飛船是神舟飛船家族中最“年輕”,也最優化的。為了更好地完成任務,在飛船的許多細節設計上,研究人員都頗費了一番心思。

  中國航天科技集團公司五院相關負責人介紹,神舟十一號載人飛船使用了多項國產技術,充分保證了航天員在太空中工作、生活的安全。在飛船和天宮二號上至少有9種秘密武器,以保障航天員安全。

  不怕高溫的神奇“外衣”

  為了保證飛船在太空環境塈韟n地保護自己,中國航天科技集團公司五院總體部熱控分系統為飛船設計了神奇的“外衣”,就像人類的衣服一樣,天冷時能保暖,太陽照射時能防曬,同時衣服還能夠隔離灰塵、霧霾等有害因素對皮膚的傷害。載人飛船的外衣需要結合飛船的結構特點以及各個艙體的功能特點進行“量體剪裁”。

  天基測控搭建太空“天路”

  神舟十一號飛船成功發射後,要確保與地面通信的實時暢通,就必須依靠中繼終端。通過與中繼衛星天鏈一號實現“太空握手”,中繼終端成為天基測控的重要終端。中繼終端的應用,使我國的天基測控通信得以成為現實,從而在太空中搭建了地面與衛星、衛星與飛船之間的“天路”。

  快速檢漏的“小門神”

  在執行載人航天任務過程中,航天員要經歷多次穿艙活動,因此精準快速檢測艙門的密封性至關重要。

  早期的飛船採用整艙加壓,通過監測艙壓的變化來檢測艙門的密封性,這種方法準確、可靠,但耗時較長,對於早期無人飛船任務影響不大,然而對於載人飛船分秒必爭的航天員空間實驗任務影響較大。

  艙門快速檢漏儀實現了對艙門和對接面的快速、準確檢漏,填補了國內在該領域的空白。艙門在關閉後,門體上的兩道密封圈與門框之間會形成一個小空間。檢漏儀向小空間內充入一定量的檢測氣體,通過監測小空間內壓力的變化來判斷艙門的密封情況。如果發生泄漏,艙門快速檢漏儀會立刻發出報警指示。

  “天宮”密封件壽命達30年

  “天宮二號”作為中國第一個真正意義上的空間實驗室,對飛船密封件安全性、穩定性的要求更高。航天員將在“天宮二號”中開展人在太空中期駐留實驗,必須保證艙內壓力、溫度、濕度、氣體成分等航天員生存條件。其密封件除要求密封性能安全可靠外,還要求材料安全無毒,不產生降解、老化和龜裂,可安全使用30年。

  針對“苛刻”的任務特點,研製人員在原有成熟技術的基礎上集智攻關,先後克服了原材料選材、工藝成型等眾多難關,研製出完全國產、無毒無害的原材料,各類模擬環境試驗表明:該密封材料達到國際同類產品水平,壽命大於30年,各項性能滿足設計要求。

  76台姿控發動機全程護航

  載人航天用的發動機,無論是推力75噸級的火箭發動機,還是飛船上實施姿態控制用的幾公斤推力的小姿控發動機,從一個零部組件到一條焊縫,都必須做到萬無一失。

  此次“神十一”載人飛船與“天宮二號”空間實驗室實施交會對接後,兩名宇航員要在太空中駐留長達一個月的時間,航天科技集團六院研製的飛船上的48台姿控發動機和空間實驗室中的28台姿控發動機,擔負著全程保駕護航的職責。

  在“神十一”載人飛船2500N發動機研製中,推力室頭部噴注器需要微小孔加工,密密麻麻上百個小孔細如髮絲,而且撞擊精度、角度、距離、孔徑要求極為嚴苛。為了確保精度,六院改進工藝方法,採用高速數控工藝加工微小孔,效率提高了4倍以上,精度提高了3倍。

  太陽翼結構實現國產化

  神舟飛船正常入軌,太陽翼帆板順利展開,這意味著飛船的首個國產太陽翼結構首次經過在軌驗證。該結構由中國航天科技集團公司五院508所負責研製。

  在軌自主應急返回救生

  在載人交會對接中,由於任務的需要,神舟十一號飛船要頻繁變軌,為了進一步保障航天員的安全,飛船系統設計了在軌自主應急返回的救生方案。也就是說,一旦飛船與地面失去聯絡,導致地面指揮系統無法為飛船計算準確的落點,飛船將啟動自主應急返回系統。

  此前,神舟“兄弟”在軌飛行期間,儀錶控制器應用軟體針對自主應急返回進行了兩次在軌驗證,落點計算結果準確無誤,充分驗證了這一技術的可靠性。

  “生命之塔”逃逸發動機

  火箭頂端有一個類似避雷針的尖塔狀裝置,這是被稱為航天員“生命之塔”的逃逸救生系統。逃逸塔性能特殊、技術複雜,國際上之前只有美國和俄羅斯掌握了這項技術。1994年,科技人員出訪俄羅斯時,第一次看到了逃逸塔。俄方提出了高額要價,而且只提供產品,核心技術、設計軟體嚴格保密。

  不甘受制於人的研發人員決心自己開發設計,最終攻克了一系列關鍵技術難關,創造了十多項中國乃至世界之最。

  高效智慧太空APP:

  飛船情況一目了然

  神舟十一號飛船中使用的儀錶控制器應用軟體就是航天員的智慧APP。這款軟體不僅匯集了飛船14個分系統的所有數據,而且能夠顯示與飛船和航天員相關的54幅頁面圖,還能夠為飛船的自主應急返回尋找最佳的落點。

  專家訪談

  距離50公里

  飛船可自主對接

  航天員可通過VR“見”家人

  17日中午12點56分,在中心科技人員精確控制下,神舟十一號飛船成功實施第一次遠距離導引控制,抬高了近地點高度。目前,神舟十一號飛船工況正常,航天員狀態良好。據北京航天飛行控制中心副總工程師孫軍介紹,為牽引飛船追趕萬里之外的天宮二號,中心需要對飛船進行5次遠距離導引控制。

  昨天上午,中國航天科技集團五院502所設計師解永春、清華大學航天航空學院副教授、博士生導師王兆魁接受採訪,對神舟十一號的相關問題做了解答。

  記者:茫茫太空中,神舟十一號怎麼找到天宮二號?

  解永春:發射之後還要根據位置調整軌道,也就是通過神舟十一號的變軌不斷接近天宮二號。到了一定的距離,大概在50公里左右時,神舟飛船上的測量敏感器就能夠看到天宮二號,這時它就可以自主控制,接近天宮二號完成對接。是一個由遠到近不斷尋找的過程,原來距離比較遙遠,是一個不斷接近的過程。

  記者:這一次在空中停留時間翻了一倍,加上在軌時間共33天,這個時間長度對於航天員有什麼樣的高要求呢?

  王兆魁:要求提高了很多,對於航天員本身的體質、能力、心理調節能力都增加了要求,昨天航天員中心表示,如果一個人在封閉房間堳搕C天,就會很難受了,三十天就會有更多想法。這次天宮上專門裝載了VR(虛擬現實)系統,利用VR技術建立起心理舒緩系統,航天員可以在太空“見到”家人了。

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