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此次出艙有何看點

來源:人民日報 作者:余建斌 2022年09月18日 10:28

  9月17日,神舟十四號航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協同,先后完成了艙外助力手柄安裝、載荷回路擴展泵組安裝、艙外救援驗證等二次出艙活動期間全部既定任務,出艙活動取得圓滿成功。

  第二次出艙活動,航天員為問天實驗艙安裝了一套由中國航天科技集團五院研制的擴展泵組。與首次出艙安裝的問天實驗艙熱控擴展泵組不同,這次是在問天實驗艙的外載荷冷卻回路加裝了一個擴展泵組。

  為何要加裝一個擴展泵組?我國空間站建成后,計劃在太空運行10年以上。作為冷卻回路的關鍵部件,泵、閥、過濾器、傳感器等都需要在軌更換。一般來說,液路設備必須安裝在艙內,但非密封艙內塞滿設備和管路電纜,如果身著厚重出艙服的航天員鉆進去換液路設備,難度可想而知。為此,空間站熱控設計人員大膽創新,提出了新的思路:在艙內裝一套泵閥,用于支持回路的早期運行,再在艙外壁留出機電液接口,到太空后,擇機在艙外追加一套泵組,即艙外擴展泵組。擴展泵組安裝后,問天實驗艙將優先使用擴展泵組,故障或壽命到期后就換一套擴展泵組,艙內的泵組則作為備用,確??臻g站在軌穩定運行。

  通過設計師們的精心設計,此次安裝擴展泵組,航天員無需使用任何工具,也不需要精確瞄準或左右移位,只需完成“插入銷孔定位,撥鎖鉤鎖定,轉手輪插電,拉手柄連液”4個步驟,如果不算地面團隊確認的時間,不到1分鐘就能圓滿完成這項難度較大的任務,可以說省時省力。

  出艙后,航天員面臨太空環境的嚴峻考驗,容不得半點差錯。因此,進行出艙活動時與地面建立高速及時的測控通信尤為重要。

  為確保航天員與地面測控通信的實時暢通,為問天實驗艙研制的第三代中繼終端產品發揮了作用。它通過與中繼衛星天鏈一號和天鏈二號建立中繼鏈路,實現中繼通信。這就好比在太空中搭建了地面與中繼衛星、中繼衛星與航天員之間的通信“天路”,對于保證地面與航天員的持續通信發揮著重要作用。

  搭建“太空天路”實現對問天實驗艙的遠程操控,挑戰重重,不僅需要跨越近4萬公里的距離,還必須在2分鐘內快速完成,更要確保全程穩定運行,復雜性可想而知。

  問天實驗艙中繼終端與中繼衛星組成的天基測控通信系統是實現“遠程駕駛”的關鍵。航天員要實現長時間駐留,也對中繼終端通信測控能力提出考驗。通過中繼終端建立的天基測控通信系統建成之后,將地面對問天實驗艙以及空間站的測控覆蓋率提高,確保問天實驗艙在絕大部分時間都保持著與地面的實時通信。中國航天科技集團五院西安分院載人航天工程任務負責人余曉川介紹,載人航天工程原有的地面測控站、海上測控站測控覆蓋率較小,如今則實現了幾乎100%的測控覆蓋率,讓航天員與地面始終保持通信。

  在空間站運行階段,航天員出艙并開展艙外維修、設備更換等操作將是常態。因此,空間站問天實驗艙的中繼終端采用集成化、模塊化設計,方便航天員維修更換。

  目前,空間站核心艙等航天器組合體已在軌安全運行一年多,經受住了惡劣空間環境的嚴峻考驗,保障了航天員安全順利出艙,成功完成多項任務。這離不開中國航天科技集團五院總體設計部空間碎片防護設計團隊為空間站打造的“防護鎧甲”,可為空間站長期在軌安全運行提供強大的空間碎片防護能力。

  據介紹,最具科學應用價值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區域,但這里也是空間碎片的“集散地”。通過攻克材料問題和數百次數值仿真計算、試驗,設計師設計出了優異性能的先進防護結構。目前先進防護結構已成功應用于空間站天和核心艙、問天實驗艙防護,使我國空間站防護結構性能指標達到國際先進水平。

(責編:鄢妮)
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