邁向太空之門——專家詳解軌道艙艙門研制歷程
新華社北京9月26日電(記者孫彥新 徐壯志)神舟七號軌道艙的艙門是航天員邁向太空的大門,飛船結(jié)構(gòu)與機構(gòu)分系統(tǒng)副主任設(shè)計師游巍告訴記者,這是整個神七研制的難點和關(guān)鍵點之一。
80張圖紙近170多個零部件
航天員穿上艙外航天服并充氣后,最寬處達830毫米,而神六的軌道艙艙門寬度只有750毫米。
為此,神七艙門進行了重新設(shè)計、生產(chǎn),寬度增加到850毫米。
“這個新大門,不只是寬度增加那么簡單?!庇挝≌f,在真空、高低溫等惡劣條件下,艙門能否打開?航天員穿上航天服后會很笨重,艙內(nèi)空間有限,艙門向哪個方向打開,多大角度合適?一系列問題都需要解決。
小小艙門,卻有80多張設(shè)計圖紙,約20公斤重量,170多個零部件。
兩年試驗,艙門經(jīng)受住各種極端環(huán)境考驗
艙門第一要確保能打開,第二確保能關(guān)閉,第三確保能密封,這些在地面很容易做到的事情,到了太空卻成了大難題。
游巍介紹,2004年9月生產(chǎn)出樣機后,科研人員做了大量地面試驗。
艙門向外打開會影響密封;向里打開雖然相對安全,卻會占用艙內(nèi)空間,影響航天員活動。經(jīng)過反復(fù)分析論證,艙門向內(nèi)開啟100度成為最佳選擇。
為測試太空環(huán)境下能否正常開關(guān)艙門,科研人員專門研制了一個真空罐,把艙門放在罐的中間,一邊抽成真空狀態(tài),一邊保持有大氣狀態(tài),用一個機械手模擬航天員開關(guān)門,僅這項試驗就花了半年時間。
艙門上的門軸也是一個難點,3次試驗均不合格,連改3次。震動、沖擊、加速度、熱真空……兩年時間里,艙門經(jīng)受了各種極端環(huán)境考驗,經(jīng)歷了大大小小無數(shù)次改動。
當(dāng)航天員返回軌道艙時,必須確定艙門密封嚴(yán)實,安裝在門框上的艙門快速檢漏儀在短短幾分鐘之內(nèi)就能判斷出艙門是否關(guān)閉完好,并向航天員發(fā)送出“艙門關(guān)閉好了,可以脫下航天服”的確認(rèn)信息。
張柏楠:中國出艙保障技術(shù)起點高設(shè)計巧妙
新華社北京9月26日電(記者孫彥新、徐壯志)“中國出艙活動技術(shù)復(fù)雜起點高,特別是氣閘艙設(shè)計巧妙,代表了中國航天人的創(chuàng)造力。”載人航天工程飛船系統(tǒng)總設(shè)計師張柏楠接受新華社記者采訪時說。
蘇聯(lián)航天員列昂諾夫于1965年實現(xiàn)了人類歷史上首次太空行走。張柏楠說,美國和蘇聯(lián)那時在搞空間競賽,為了爭第一,他們采用的技術(shù)簡單而又冒險。
蘇聯(lián)第一次太空行走使用的氣閘艙是軟材料做成的,到太空之后像吹氣球一樣鼓起來。而當(dāng)列昂諾夫從艙外返回的時候,由于艙內(nèi)沒有氣體,整個艙都變形了。最后列昂諾夫不得不冒險將航天服放氣縮小,才勉強回來。
美國最初則是單艙結(jié)構(gòu)。
神舟七號氣閘艙設(shè)計理念上安全可靠,出艙程序也十分合理。
另外,為了節(jié)約開支,提高效益,神七氣閘艙兼顧出艙支持和航天生活兩種功能。不進行出艙活動時,航天員可以在艙內(nèi)自由生活工作。
神七的這種巧妙構(gòu)思給技術(shù)攻關(guān)帶來了不小難度。張柏楠說,航天員的生活用品在泄壓過程中會釋放大量氣體,使泄壓變得緩慢而艱難,科研人員經(jīng)過8個月的艱苦試驗才找到解決辦法。
而諸如龐大的艙外航天服擠占大量空間等難題,也讓設(shè)計人員費盡心思。
神七飛行27日看點
新華社北京9月26日電(記者樊永強)9月27日是神七飛行中最引人注目的一天。
中國載人航天工程新聞發(fā)言人王兆耀26日下午宣布:神舟七號載人航天飛行預(yù)計將于27日下午16時30分前后實施艙外行走活動。
神七飛行進入第三天的精彩看點,也將主要圍繞中國人的首次太空行走展開。
看點一:航天員輪換休息準(zhǔn)備出艙
27日上午,3名航天員將交替休息,為即將進行的艙外活動養(yǎng)精蓄銳。
“第一次實施艙外活動,難度和風(fēng)險前所未有?!北本┖教祜w行控制中心科研計劃部部長陳宏敏說,“出艙活動前,航天員要做的準(zhǔn)備工作將非常嚴(yán)謹(jǐn)而細(xì)致,首先需要的就是調(diào)整好身體和心理狀態(tài)。”
陳宏敏說,飛船發(fā)射升空以來,3名航天員出色完成了艙外航天服組裝、適應(yīng)性訓(xùn)練等各項任務(wù),體力消耗很大,需要通過充足的休息進行恢復(fù),把身體和心理狀況調(diào)整到最佳。
看點二:中國人首次漫步太空
如果各系統(tǒng)狀態(tài)滿足出艙活動要求,航天員將如期在27日中午開始出艙準(zhǔn)備。
持續(xù)三四個小時的準(zhǔn)備活動中,兩名航天員將依次完成穿好艙外航天服、氣閘艙泄壓、吸氧排氮等過程。
當(dāng)軌道艙內(nèi)達到接近零壓力的狀態(tài)后,一名航天員將擇機打開艙門,跨入太空。
完成艙外活動任務(wù)后,航天員將經(jīng)歷返回軌道艙、關(guān)閉艙門、氣閘艙復(fù)壓等過程,結(jié)束艙外活動階段。
“艙外活動對航天員和地面操作人員來說,是‘雙重考驗’?!敝袊d人航天工程總設(shè)計師周建平接受新華社記者采訪時說,艙外航天員需要在另一位航天員的配合下按計劃完成空間潤滑材料等實驗項目,地面人員則要保證“天地”聯(lián)系暢通并提供必要的支持。任何一個細(xì)節(jié)都直接影響出艙活動的成敗。
看點三:釋放伴飛小衛(wèi)星
按照飛行計劃,27日晚上,航天員出艙活動結(jié)束后,將釋放伴飛小衛(wèi)星。
小衛(wèi)星伴隨大型航天器飛行是各航天大國爭相發(fā)展的一項前沿技術(shù)。中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)常務(wù)副總設(shè)計師趙光恒接受新華社記者采訪時說,“通過這項實驗,將檢驗對兩個航天器進行相對運動控制的能力?!?/p>
趙光恒介紹,飛船返回地面后,小衛(wèi)星經(jīng)過多天多次變軌,逐步逼近留在太空的軌道艙,最終形成繞飛。