據中國載人航太工程辦公室消息,神舟十二號載人飛船入軌後順利完成入軌狀態設定,於北京时間6月17日15時54分,採用自主快速交會對接模式成功對接於天和覈心艙前向埠,與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙(船)組合體,整個交會對接過程歷時約6.5小時。
圖為北京航太飛行控制中心拍攝的神舟十二號載人飛船與天和覈心艙自主快速交會對接成功的畫面,與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙(船)組合體。本報記者周維海攝
◎張文麗杜英
6月17日9時22分,我國為空間站項目研製的神舟十二號載人飛船搭載3名太空人在酒泉衛星發射中心成功起航,向著太空進發,將我國太空人送入中國人在太空中的“新家”。
據介紹,在神舟十二號載人飛船上,中國航太科技集團有限公司五院510所(以下簡稱航太510所)承擔研製了結構與機构、熱控、測控、儀錶與照明、環控生保等5個重要分系統中共計43臺/套產品。這些設備凝聚著科研人員汗水和智慧的結晶,將為飛船在軌正常工作及太空人的生命安全保駕護航。
多設備加持,保障出艙、返艙安全
在空間站任務中,太空人要從神舟十二號載人飛船進入到空間站覈心艙,其間,要經歷多次穿艙活動,維持太空人在艙內生存的氣體絕對不能洩露,艙門是否密封良好具有决定性作用。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,並向太空人提供“艙門已關好,可以脫航太服”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,這種方法雖準確、可靠,但缺點是耗時長。”航太510所所長助理、機電產品事業部總經理王雪松介紹說,航太510所研發的艙門快速檢漏儀實現了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準確檢漏,填補了國內在該領域的空白。
神舟飛船在執行與空間站交會對接任務後,返回艙將帶著太空人和下行貨物“回家”。航太510所研製的國際救援示比特標和微波重力水准開關等產品,被用來快速準確地找到返回艙,直接决定著整個任務的成敗和太空人的生命安全。
國際救援示比特標集定位資訊獲取、資料處理、編碼調製發射於一體,具有高定位準確性,可實現緊急狀態下救援的可靠性和實效性。返回艙落地後,國際救援示比特標會發射符合國際通用標準、能够被岸站遍佈世界各地的全球海事衛星搜救系統所識別的無線電信標訊號,從而確保搜救人員能够快速找到返回艙,猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。
“從神舟七號飛船開始,航太510所自主研製的微波重力水准開關就成功應用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號任務中。”王雪松說,微波重力水准開關採用更為先進可靠的電控科技,實現了自動切換通信天線方向,技術指標和安全性、可靠性均優於進口的汞開關。
艙內外照明,點亮神舟之路
由於空間站在軌飛行會週期性經過地球陰影區,經歷很長時間的黑暗,在交會對接中照明問題至關重要。航太510所承擔了載人飛船艙內照明設備和交會對接照明設備研製任務,不僅為太空人提供了艙內工作、生活照明,也為載人飛船與空間站在陰影區的交會對接提供了攝像輔助照明。
為了滿足空間複雜惡劣環境要求,神舟十二號載人飛船艙內照明設備(近距離泛光照明)和交會對接照明設備(遠距離透光照明)採用了先進的固態照明光源。固態照明光源具備耐衝擊、抗振動、功耗低、穩定性高的優點,但受限於發光材料的效能,固態照明對高溫環境和低溫環境都比較敏感。
為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環境對產品壽命及可靠性的影響,航太研製團隊先後突破了空間二次光學系統設計、在軌抗特殊空間環境設計、敏感器件抗力學環境設計等科技難題,最終解決了溫度問題。載人飛船進入地球陰影區時,太空人在艙內仍可以正確判讀儀錶數據、手動開關指令,為交會對接的成功更添一份保障。
儀錶設備+操縱棒,擔任太空人的左膀右臂
作為我國載人航天器儀錶設備主要承制組織,航太510所為神舟十二號載人飛船提供了種類豐富的儀錶設備,包括綜合顯示單元、時間單元、發聲單元、手控左/右面板單元、編碼指令設備、手控右艙壁單元和開關指令板等。
作為飛船儀錶設備的承重部件,儀錶板整體成框架式構型,不僅為儀錶顯示裝置和主要手控設備這些“兄弟姐妹”提供獨立的“私密空間”,而且為它們提供了準確可靠的安裝介面。儀錶板通過四個金屬橡膠减振器實現與飛船艙壁的可靠聯接,就像四個“忠誠的軟甲衛士”,結構上既有金屬的固有特性,又有橡膠的彈性。“在飛船發射、飛行和返回過程中遇到巨大的振動、衝擊等情况時,能够為飛船上的儀器設備提供必要的力學工作環境。”王雪松說,例如在發射、返回過程中保證設備生存,在飛行過程中改善儀錶板上設備的力學工作環境。
另外,在飛船發射和返回過程中,太空人的身體被牢牢束縛在座椅上,身體不能前傾以完成對儀錶板上各設備的操作,為解决這一難題,航太510所研製的操縱棒應運而生。“操縱棒杆體設計為可無極伸縮式,太空人可以根據現場條件在一定範圍內任意調整操縱棒的長度。”王雪松介紹道,杆體採用高强度碳纖維材料,比强度高,相當於太空人手臂的延長器。