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解密神舟十四号的“黑科技”

2022-06-09 10:38 来源:人民政协报

  记者 王硕

  6月6日,神舟十四号航天员顺利进入天舟货运飞船,开启了航天员为期6个月的“太空出差生活”。

  作为我国空间站建造阶段首次载人任务,其安全运行的背后是技术的不断改进与迭代,其中饱含着科技人员的精心设计与集智攻关——

  太空门廊“生命通道”

  航天员从飞船进入空间站,轨道舱前端主动对接机构和核心舱的被动对接机构之间长约1米的通道,是航天员进入空间站的“门廊”。

  为了给航天员进出自如的空间,设计师对安装在对接机构上的产品进行集成设计,并参照人机工效学等方面内容,为航天员搭建了一个直径达80厘米的圆形通道。

  对接通道打开后,航天员相当于进入一个大的密封舱。据中国航天科技集团八院805所设计师介绍,神舟飞船的密封圈采用双圈设计,这种设计可以确保在零重力和恶劣的空间环境效应情况下,不会从对接面脱落,使密封性能得到双重保护。

  设计师对密封圈的材料也进行了长达6年的攻关,解决了普通材料在低温环境中的“脆变”特性以及长期工作后材料老化等一系列问题,为航天员打造了一条密不透风的“生命通道”。

  11年间,对接机构已圆满完成20次空间交会对接,以一次次安全可靠的“太空之吻”成就了一款金牌产品。

  一船被遮 “八方”支“源”

  神舟十四号执行任务期间,将亲身经历空间站转入三舱组合体飞行模式,将先后经历一字构型、L型构型和T型构型。

  由于特殊位置,飞船可能长时间处于太阳无法照射下的极低温度环境;也可能局部区域持续受到太阳辐照。极端环境下,温差可能达到200摄氏度。

  据了解,本次任务中,在一字构型下,最长可带来19天的长周期全遮挡;而在L型构型和T型构型下,神舟十四号仅有两三个很短的时间段能接受到较好的光照,随着太阳高度角的周期变化,还会出现一侧太阳翼被全遮、另一侧复杂遮挡的情况。这些过程给航天员的健康和飞船设备的供电系统带来严峻考验。

  为应对这些问题,设计人员除了在地面开展能量平衡仿真分析,充分验证太阳电池翼、储能蓄电池和充电控制措施能够适应工作条件的复杂变化外;还通过与飞船总体共同协作,制定了电源分系统动态在轨维护管理机制。

  同时,针对控温难题,工程师们突破了飞船外避热控涂层光热性能选择性设计与调控、热控材料空间稳定性设计与大型复杂结构界面结合控制等关键技术,研制了低吸收-低发射型热控涂层。

  这种新型控温外衣也应用在神舟十三号上,在超过200摄氏度的大温差与长期低温以及强辐射的空间环境中,飞船的舱内环境温度能够始终控制在18至26摄氏度。

  不断推进技术升级与完善

  每一次航天任务其实都面临着技术的不断推进与完善。

  以遥测设备为例,它是载人飞船健康状态的“晴雨表”,给地面飞控人员提供了飞船各阶段的状态,以保证飞船稳定可靠运行。

  与神舟十一号相比,神舟十二号到神舟十五号飞船的遥测设备通过方案和技术改进,在原有传输遥测数据的基础上,增加了话音数据的同步传输,同时具备话音数据的冗余备份,为天地通话保驾护航。

  而且,在原有的天地话音链路的基础上,增加了全新的用于交会对接的空空话音链路通道,可以实现载人飞船与空间站对接前的高质量双向通话,航天员可以不用来回在各个舱之间穿梭进行信息传递。

  而遥控设备也通过驱动芯片改型、飞行器识别码自适应配置等设计手段,不断适应空间站工程多船在轨协同工作的匹配性。

  这些技术的更新换代,都是对航天设计师们的一次提升。随着航天科技的不断推进,在推动航天事业发展的同时,这些技术也将逐步造福百姓日常生活。

(责任编辑:支艳蓉)

解密神舟十四号的“黑科技”

2022-06-09 10:38 来源:人民政协报
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