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探访神七飞船气闸舱是技术难关最大突破

2019-10-12 18:03:08来源:励志吧0次阅读

探访神七飞船:气闸舱是技术难关最大突破

神七飞天五大特色。

相对神舟六号而言,神舟七号飞船不再有两对而只有一对“翅膀”——太阳能帆板。外观变化的同时,神七所承载的任务更让人充满期待——航天员出舱、满载三名航天员、众多第一次空间试验,“通过支持这三个主要活动,神七有许多新的设计和改进。”飞船系统总设计师张柏楠说。

三任务 设计改进配置优化

飞船系统副总指挥秦文波介绍说,飞船原来有两对“翅膀”,像蜻蜓一样,其中一对是安在轨道舱上,这是因为原先设定航天员回来以后轨道舱还要留轨半年。神七取消了轨道舱留轨功能,航天员返回以后,轨道舱不再需要动力,所以没有了太阳能帆板和相应的发动机。

围绕航天员第一次出舱活动,轨道舱增加了可供航天员出舱的气闸舱功能。

三名航天员同时执行任务也将考验神舟飞船的最大设计指标。尽管从神舟一号开始飞船就是按三人设计,但尚未真正满载三人。满载情况下,必须满足三人的有效供给,包括舱内航天服、供气供氧、睡袋、座椅等,消耗品的量也要增加。满载时对飞船的空间、重量、功耗等影响比较大,这样飞船要进行很多改进。“有些重要功耗要提高效率,用更小的代价满足三人的要求。还需优化配置,使回收能力有更大余量”,张柏楠说。

飞船的另一个重要任务是支持空间的科学应用和试验。众多第一次空间新技术试验将在飞船在轨期间完成,包括出舱航天员从飞船外部取回裸露在太空的一块固体润滑材料,在轨释放伴飞卫星并进行中继通信试验等。飞船系统副总设计师潘腾介绍说,飞船的平台设计对此都做了考虑。

舱内外 完备设计人性考虑

为了保证航天员安全,防止出现类似地面上晕船晕车的空间运动病,飞船内部有一个大气环境,通过对氧气和二氧化碳的控制、大气成分的控制来营造这个环境;一个温度环境,由完善的热控系统来控制;还有一些测控和控制分系统,来保证整个飞船的正常运行。

飞船设计方面也征询了航天员的意见。比如颜色的搭配,航天员不太喜欢的颜色,或者太显眼、明亮、刺激性的颜色尽量少用。神七飞船内部的主色调是比较柔和的米黄色。

飞船回收系统也进行了大量可靠性试验。飞船系统副总设计师白明生说,火箭、降落伞等返回装置都是按三人状态来设计的,以前上一个人时,旁边也有两个座椅,放两个科学试验的装置,重量和两个人相当。所以返回时的安全性、可靠性没有任何问题。

气闸舱 技术难关最大突破

飞船在轨的第二十九圈,航天员将出舱活动。持续约30分钟的“太空行走”中,航天员将沿轨道舱外壁活动,取回固体润滑材料试验样品。在真空、失重、温度变化剧烈的太空环境中,如何保证出舱一系列步骤顺利实施,如何在高风险的出舱过程中保障航天员安全?

“气闸舱的设计关系到整个出舱活动能否成功,”张柏楠说,“在轨道舱的基础上实现气闸舱功能,是考虑到目前飞船现有三舱的构型比较成熟,为了利用好现有构型,所以想到把轨道舱改成气闸舱,但这也比单独设计气闸舱增加了难度。”

“气闸舱设计的难点是泄压和复压的控制,要在出舱活动之前把9个立方米的空气放掉,执行任务之后还要把真空的气闸舱复压为1个大气压。”潘腾说。

这个过程中,有三个重要环节:

第一个环节是轨道舱的密封,其中关键是舱门,打得开、关得上,还要保证密封性;

第二个环节是泄复压设备工作正常,包括泄压口要可靠关闭,可靠打开;

第三个环节是恢复到一个大气压的速度不能太快也不能太慢。太慢会延长航天员在危险环境下暴露的时间,增加其他系统的环境压力。太快则会给航天员的身体造成伤害。

“做了将近100项实验,突破技术难关用了2—3年的时间。飞船最大的突破就是气闸舱。”潘腾说。( 余建斌 蒋建科)

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发射时间如何确定

神五和神六都在10月中旬的上午9时发射,而神七的发射却选定在9月25日晚9时10分,这是为什么呢?

“我们设想在阳光照射的情况下让神七航天员出舱,以保障安全,同时下传图像也更清晰,还希望飞船返回时尽可能在白天。”中国载人航天工程副总指挥张建启解释说。此外,秋分前后对通信卫星有不利因素。综合各种因素,最终确定在9月25日晚上9时10分发射。

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