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航天510所研制共計43臺/套智能設(shè)備為航天員生命安全保駕護航

2021-06-18 14:20:51 來源：科技日報

6月17日9時22分，我國為空間站項目研制的神舟十二號載人飛船搭載3名航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功起航，向著太空進發(fā)，將我國航天員送入中國人在太空中的“新家”。

據(jù)介紹，在神舟十二號載人飛船上，中國航天科技集團有限公司五院510所（以下簡稱航天510所）承擔(dān)研制了結(jié)構(gòu)與機構(gòu)、熱控、測控、儀表與照明、環(huán)控生保等5個重要分系統(tǒng)中共計43臺/套產(chǎn)品。這些設(shè)備凝聚著科研人員汗水和智慧的結(jié)晶，將為飛船在軌正常工作及航天員的生命安全保駕護航。

多設(shè)備加持，保障出艙、返艙安全

在空間站任務(wù)中，航天員要從神舟十二號載人飛船進入到空間站核心艙，其間，要經(jīng)歷多次穿艙活動，維持航天員在艙內(nèi)生存的氣體絕對不能泄露，艙門是否密封良好具有決定性作用。艙門檢漏儀的作用就是檢測神舟飛船的艙門是否達到了密封狀態(tài)，并向航天員提供“艙門已關(guān)好，可以脫航天服”的指令。

“早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準(zhǔn)確、可靠，但缺點是耗時長。”航天510所所長助理、機電產(chǎn)品事業(yè)部總經(jīng)理王雪松介紹說，航天510所研發(fā)的艙門快速檢漏儀實現(xiàn)了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準(zhǔn)確檢漏，填補了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。

神舟飛船在執(zhí)行與空間站交會對接任務(wù)后，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”。航天510所研制的國際救援示位標(biāo)和微波重力水平開關(guān)等產(chǎn)品，被用來快速準(zhǔn)確地找到返回艙，直接決定著整個任務(wù)的成敗和航天員的生命安全。

國際救援示位標(biāo)集定位信息獲取、數(shù)據(jù)處理、編碼調(diào)制發(fā)射于一體，具有高定位準(zhǔn)確性，可實現(xiàn)緊急狀態(tài)下救援的可靠性和實效性。返回艙落地后，國際救援示位標(biāo)會發(fā)射符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)、能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識別的無線電信標(biāo)信號，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。

“從神舟七號飛船開始，航天510所自主研制的微波重力水平開關(guān)就成功應(yīng)用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號任務(wù)中。”王雪松說，微波重力水平開關(guān)采用更為先進可靠的電控技術(shù)，實現(xiàn)了自動切換通信天線方向，技術(shù)指標(biāo)和安全性、可靠性均優(yōu)于進口的汞開關(guān)。

艙內(nèi)外照明，點亮神舟之路

由于空間站在軌飛行會周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，經(jīng)歷很長時間的黑暗，在交會對接中照明問題至關(guān)重要。航天510所承擔(dān)了載人飛船艙內(nèi)照明設(shè)備和交會對接照明設(shè)備研制任務(wù)，不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作、生活照明，也為載人飛船與空間站在陰影區(qū)的交會對接提供了攝像輔助照明。

為了滿足空間復(fù)雜惡劣環(huán)境要求，神舟十二號載人飛船艙內(nèi)照明設(shè)備（近距離泛光照明）和交會對接照明設(shè)備（遠距離透光照明）采用了先進的固態(tài)照明光源。固態(tài)照明光源具備耐沖擊、抗振動、功耗低、穩(wěn)定性高的優(yōu)點，但受限于發(fā)光材料的性能，固態(tài)照明對高溫環(huán)境和低溫環(huán)境都比較敏感。

為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環(huán)境對產(chǎn)品壽命及可靠性的影響，航天研制團隊先后突破了空間二次光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計、在軌抗特殊空間環(huán)境設(shè)計、敏感器件抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計等技術(shù)難題，最終解決了溫度問題。載人飛船進入地球陰影區(qū)時，航天員在艙內(nèi)仍可以正確判讀儀表數(shù)據(jù)、手動開關(guān)指令，為交會對接的成功更添一份保障。

儀表設(shè)備+操縱棒，擔(dān)任航天員的左膀右臂

作為我國載人航天器儀表設(shè)備主要承制單位，航天510所為神舟十二號載人飛船提供了種類豐富的儀表設(shè)備，包括綜合顯示單元、時間單元、發(fā)聲單元、手控左/右面板單元、編碼指令設(shè)備、手控右艙壁單元和開關(guān)指令板等。

作為飛船儀表設(shè)備的承重部件，儀表板整體成框架式構(gòu)型，不僅為儀表顯示設(shè)備和主要手控設(shè)備這些“兄弟姐妹”提供獨立的“私密空間”，而且為它們提供了準(zhǔn)確可靠的安裝接口。儀表板通過四個金屬橡膠減振器實現(xiàn)與飛船艙壁的可靠聯(lián)接，就像四個“忠誠的軟甲衛(wèi)士”，結(jié)構(gòu)上既有金屬的固有特性，又有橡膠的彈性。“在飛船發(fā)射、飛行和返回過程中遇到巨大的振動、沖擊等情況時，能夠為飛船上的儀器設(shè)備提供必要的力學(xué)工作環(huán)境。”王雪松說，例如在發(fā)射、返回過程中保證設(shè)備生存，在飛行過程中改善儀表板上設(shè)備的力學(xué)工作環(huán)境。

另外，在飛船發(fā)射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對儀表板上各設(shè)備的操作，為解決這一難題，航天510所研制的操縱棒應(yīng)運而生。“操縱棒桿體設(shè)計為可無極伸縮式，航天員可以根據(jù)現(xiàn)場條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長度。”王雪松介紹道，桿體采用高強度碳纖維材料，比強度高，相當(dāng)于航天員手臂的延長器。

標(biāo)簽：中國航天科技 510所智能設(shè)備生命安全護航