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航天510所研制共計43臺/套智能設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）承擔研制了結構與機構、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航天員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，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，要經歷多次穿艙活動，維持航天員在艙內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，這種方法雖準確、可靠，但缺點是耗時長。”航天510所所長助理、機電產品事業(yè)部總經理王雪松介紹說，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、準確檢漏，填補了國內在該領域的空白。

神舟飛船在執(zhí)行與空間站交會對接任務后，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和微波重力水平開關等產品，被用來快速準確地找到返回艙，直接決定著整個任務的成敗和航天員的生命安全。

國際救援示位標集定位信息獲取、數據處理、編碼調制發(fā)射于一體，具有高定位準確性，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，國際救援示位標會發(fā)射符合國際通用標準、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，微波重力水平開關采用更為先進可靠的電控技術，實現(xiàn)了自動切換通信天線方向，技術指標和安全性、可靠性均優(yōu)于進口的汞開關。

艙內外照明，點亮神舟之路

由于空間站在軌飛行會周期性經過地球陰影區(qū)，經歷很長時間的黑暗，在交會對接中照明問題至關重要。航天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制任務，不僅為航天員提供了艙內工作、生活照明，也為載人飛船與空間站在陰影區(qū)的交會對接提供了攝像輔助照明。

為了滿足空間復雜惡劣環(huán)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）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系統(tǒng)設計、在軌抗特殊空間環(huán)境設計、敏感器件抗力學環(huán)境設計等技術難題，最終解決了溫度問題。載人飛船進入地球陰影區(qū)時，航天員在艙內仍可以正確判讀儀表數據、手動開關指令，為交會對接的成功更添一份保障。

儀表設備+操縱棒，擔任航天員的左膀右臂

作為我國載人航天器儀表設備主要承制單位，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、編碼指令設備、手控右艙壁單元和開關指令板等。

作為飛船儀表設備的承重部件，儀表板整體成框架式構型，不僅為儀表顯示設備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”，結構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備提供必要的力學工作環(huán)境。”王雪松說，例如在發(fā)射、返回過程中保證設備生存，在飛行過程中改善儀表板上設備的力學工作環(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備的操作，為解決這一難題，航天510所研制的操縱棒應運而生。“操縱棒桿體設計為可無極伸縮式，航天員可以根據現(xiàn)場條件在一定范圍內任意調整操縱棒的長度。”王雪松介紹道，桿體采用高強度碳纖維材料，比強度高，相當于航天員手臂的延長器。

標簽：中國航天科技 510所智能設備生命安全護航