解密:神舟十二号载人飞船这些“机关”与航天员生命息息相关

北京时间2021年6月17日9时22分,由航天科技集团五院抓总研制的神舟十二号载人飞船搭载3名航天员在酒泉卫星发射中心成功起航,向着太空进发,将我国航天员送入中国人在太空中的“新家”。

这艘肩负着历史使命的飞船上,凝聚着来自航天科技集团五院510所科研人员辛勤的汗水和智慧的结晶。在神舟十二号载人飞船中,该所承担了结构与机构、热控、测控、仪表与照明、环控生保等5个重要分系统中共计43台套产品。这些设备与飞船在轨正常工作及航天员的生命安全都息息相关。

解密:神舟十二号载人飞船这些“机关”与航天员生命息息相关

舱门快速栓漏仪保障出舱安全

在空间站任务中,航天员要从神舟十二号飞船进入到空间站核心舱,期间要经历多次穿舱活动,都需要打开和关闭舱门。维持航天员在舱内生存的气体绝对不能泄露,舱门是否密封良好具有决定性作用,因此精准快速检测舱门的密封性至关重要。

舱门检漏仪的作用就是检测神舟飞船的舱门是否达到了密封状态,它通过内部的核心传感系统,感受压力和温度的变化,在很短的时间内判断舱门是否关闭完好,并向航天员提供“舱门已关好,可以脱航天服”的指令。

解密:神舟十二号载人飞船这些“机关”与航天员生命息息相关

舱内/外照明点亮神舟之路

神舟十二号载人飞船将会与空间站实施交会对接,航天员进入空间站生活和工作。由于空间站在轨飞行会周期性经过地球阴影区,经历很长时间的黑暗,因此在交会对接中照明问题就非常重要。航天科技集团五院510所承担了载人飞船舱内照明设备和交会对接照明设备研制任务,不仅为航天员提供了舱内工作、生活照明,也为载人飞船与空间站在阴影区的交会对接提供了摄像辅助照明。

为了满足空间复杂恶劣环境要求,神舟十二号载人飞船舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会对接照明设备(远距离透光照明)采用了先进的固态照明光源。这种光源的优点是耐冲击、抗振动、功耗低、稳定性高,但受限于发光材料的性能,固态照明对高温环境和低温环境都比较敏感,为此,航天科技集团五院510 所研制团队进行了长期大量的技术攻关,最终解决了温度问题。在空间环境适应性的难题上,为降低紫外辐照、总剂量辐照、原子氧等空间特殊环境对产品寿命及可靠性的影响,研制团队先后突破了空间二次光学系统设计、在轨抗特殊空间环境设计、敏感器件抗力学环境设计等技术难题。

载人飞船进入地球阴影区时,航天员在舱内仍可以正确判读仪表数据、手动开关指令,为交会对接的成功更添一份保障。

用显控、语音、手控仪表操控飞船作为我国载人航天器仪表设备主要承制单位,航天科技集团五院510所所为我国神舟系列载人飞船提供了种类丰富的舱内显控、语音、手控设备。

综合显示单元和时间单元作为飞船终端显示仪表,为航天员提供飞船运行过程中各分系统参数数据、事件、AD采集数据、时间信息等内容的显示,并配备紧急事件灯窗进行辅助显示。

发声单元作为飞船终端语音仪表,为航天员提供飞船运行过程中重要事件和飞行计划的提示以及各类报警信息的语音播报。

手控左/右面板单元作为飞船手控终端仪表,为航天员提供飞行期间手控控制GNC的专用控制面板,支持手动运动控制指今的发送。

编码指令设备作为飞船终端控制仪表,为航天员提供必要的操纵、控制飞船的人机界面,支持手控指今集控制数据的输入。

手控右舱壁单元和开关指令板在飞船飞行期间航天员着航天服被束缚状态时,为其提供必要的操控界面,并具备声、光反馈功能。

解密:神舟十二号载人飞船这些“机关”与航天员生命息息相关

定位搜救飞船返回舱

神舟飞船在执行与空间站交会对接任务后,返回舱将带着航天员和下行货物“回家”,如何能够快速而准确的找到返回舱,直接决定着整个任务的成败和航天员的生命安全,这就用到了航天科技集团五院510所研制的国际救援示位标和微波重力水平开关等产品。

国际救援示位标集定位信息获取、数据处理、编码调制发射于一体,具有高定位准确性,可实现紧急状态下救援的可靠性和实效性。返回舱落地后,国际救援示位标会发射无线电信标信号,犹如大海中明亮的灯塔指引着方向。这种信标信号符合国际通用标准,能够被岸站遍布世界各地的全球海事卫星搜救系统所识别,从而确保搜救人员能够快速找到返回舱。

仪表板减振器保障仪表设备稳定可靠

仪表板作为飞船仪表设备的承重部件,它的整体框架式构型就如同一个“家”一样,不仅为仪表显示设备和主要手控设备这些“兄弟姐妹”提供独立的“私密空间”,而且为它们提供了准确可靠的安装接口。这个“家”通过四个金属橡胶减振器实现与飞船舱壁的可靠联接,四个金属橡胶减振器就像四个“忠诚的软甲卫士”,结构上既有金属的固有特性,又有橡胶的弹性。在飞船发射、飞行和返回过程中遇到巨大的振动、冲击等情况时,能够为飞船上的仪器设备提供必要的力学工作环境,例如在发射、返回过程中保证设备生存,在飞行过程中改善仪表板上设备的力学工作环境。

操纵棒是航天员手臂的延长器

在飞船发射和返回过程中,航天员的身体被牢牢束缚在座椅上,身体不能前倾以完成对仪表板上各设备的操作,为解决这一难题,操纵棒运而生。

操纵棒把手是根据航天员手掌正常抓握状态进行赋型设计的,外部轮廓曲面完美贴合航天员掌心,极大满足航天员操作过程中的舒适度要求。操纵棒杆体设计为可无极伸缩式,航天员可以根据现场条件在一定范围内任意调整操纵棒的长度。同时杆体采用高强度碳纤维材料,比强度高,手感舒适,外观光泽,极具美感。

神舟十二号载人飞船发射成功后,搭载的航天员将成为天和核心舱首批“入住人员”,并在轨驻留三个月,开展舱外维修维护、设备更换、科学应用载荷等一系列工作。

文、图:广州日报·新花城记者 程依伦 通讯员 张宇 毛凌野广州日报·新花城编辑 李凤荷

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投稿时间:2021-06-18  最后更新:2021-07-10

标签:神舟   航天员   舱门   照明设备   空间站   息息相关   飞船   航天   仪表   机关   生命   环境   设备

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