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解密神舟十四號的“黑科技”

作者:由 中國經濟網 發表于 詩詞日期:2023-01-06

十號鑽頭是10mm嗎

記者 王碩

6月6日,神舟十四號航天員順利進入天舟貨運飛船,開啟了航天員為期6個月的“太空出差生活”。

作為我國空間站建造階段首次載人任務,其安全執行的背後是技術的不斷改進與迭代,其中飽含著科技人員的精心設計與集智攻關——

太空門廊“生命通道”

航天員從飛船進入空間站,軌道艙前端主動對接機構和核心艙的被動對接機構之間長約1米的通道,是航天員進入空間站的“門廊”。

為了給航天員進出自如的空間,設計師對安裝在對接機構上的產品進行整合設計,並參照人機工效學等方面內容,為航天員搭建了一個直徑達80釐米的圓形通道。

對接通道開啟後,航天員相當於進入一個大的密封艙。據中國航天科技集團八院805所設計師介紹,神舟飛船的密封圈採用雙圈設計,這種設計可以確保在零重力和惡劣的空間環境效應情況下,不會從對接面脫落,使密封效能得到雙重保護。

設計師對密封圈的材料也進行了長達6年的攻關,解決了普通材料在低溫環境中的“脆變”特性以及長期工作後材料老化等一系列問題,為航天員打造了一條密不透風的“生命通道”。

11年間,對接機構已圓滿完成20次空間交會對接,以一次次安全可靠的“太空之吻”成就了一款金牌產品。

一船被遮 “八方”支“源”

神舟十四號執行任務期間,將親身經歷空間站轉入三艙組合體飛航模式,將先後經歷一字構型、L型構型和T型構型。

由於特殊位置,飛船可能長時間處於太陽無法照射下的極低溫度環境;也可能區域性區域持續受到太陽輻照。極端環境下,溫差可能達到200攝氏度。

據瞭解,本次任務中,在一字構型下,最長可帶來19天的長週期全遮擋;而在L型構型和T型構型下,神舟十四號僅有兩三個很短的時間段能接受到較好的光照,隨著太陽高度角的週期變化,還會出現一側太陽翼被全遮、另一側複雜遮擋的情況。這些過程給航天員的健康和飛船裝置的供電系統帶來嚴峻考驗。

為應對這些問題,設計人員除了在地面開展能量平衡模擬分析,充分驗證太陽電池翼、儲能蓄電池和充電控制措施能夠適應工作條件的複雜變化外;還透過與飛船總體共同協作,制定了電源分系統動態在軌維護管理機制。

同時,針對控溫難題,工程師們突破了飛船外避熱控塗層光熱效能選擇性設計與調控、熱控材料空間穩定性設計與大型複雜結構介面結合控制等關鍵技術,研製了低吸收-低發射型熱控塗層。

這種新型控溫外衣也應用在神舟十三號上,在超過200攝氏度的大溫差與長期低溫以及強輻射的空間環境中,飛船的艙內環境溫度能夠始終控制在18至26攝氏度。

不斷推進技術升級與完善

每一次航天任務其實都面臨著技術的不斷推進與完善。

以遙測裝置為例,它是載人飛船健康狀態的“晴雨表”,給地面飛控人員提供了飛船各階段的狀態,以保證飛船穩定可靠執行。

與神舟十一號相比,神舟十二號到神舟十五號飛船的遙測裝置透過方案和技術改進,在原有傳輸遙測資料的基礎上,增加了話音資料的同步傳輸,同時具備話音資料的冗餘備份,為天地通話保駕護航。

而且,在原有的天地話音鏈路的基礎上,增加了全新的用於交會對接的空空話音鏈路通道,可以實現載人飛船與空間站對接前的高質量雙向通話,航天員可以不用來回在各個艙之間穿梭進行資訊傳遞。

而遙控裝置也透過驅動晶片改型、飛行器識別碼自適應配置等設計手段,不斷適應空間站工程多船在軌協同工作的匹配性。

這些技術的更新換代,都是對航天設計師們的一次提升。隨著航天科技的不斷推進,在推動航天事業發展的同時,這些技術也將逐步造福百姓日常生活。