【今日消息-此次出艙有何看點(diǎn)】
9月17日，神舟十四號(hào)航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲密切協(xié)同，先后完成了艙外助力手柄安裝、載荷回路擴(kuò)展泵組安裝、艙外救援驗(yàn)證等二次出艙活動(dòng)期間全部既定任務(wù)，出艙活動(dòng)取得圓滿成功。
第二次出艙活動(dòng)，航天員為問天實(shí)驗(yàn)艙安裝了一套由中國航天科技集團(tuán)五院研制的擴(kuò)展泵組。與首次出艙安裝的問天實(shí)驗(yàn)艙熱控?cái)U(kuò)展泵組不同，這次是在問天實(shí)驗(yàn)艙的外載荷冷卻回路加裝了一個(gè)擴(kuò)展泵組。
為何要加裝一個(gè)擴(kuò)展泵組？我國空間站建成后，計(jì)劃在太空運(yùn)行10年以上。作為冷卻回路的關(guān)鍵部件，泵、閥、過濾器、傳感器等都需要在軌更換。一般來說，液路設(shè)備必須安裝在艙內(nèi)，但非密封艙內(nèi)塞滿設(shè)備和管路電纜，如果身著厚重出艙服的航天員鉆進(jìn)去換液路設(shè)備，難度可想而知。為此，空間站熱控設(shè)計(jì)人員大膽創(chuàng)新，提出了新的思路：在艙內(nèi)裝一套泵閥，用于支持回路的早期運(yùn)行，再在艙外壁留出機(jī)電液接口，到太空后，擇機(jī)在艙外追加一套泵組，即艙外擴(kuò)展泵組。擴(kuò)展泵組安裝后，問天實(shí)驗(yàn)艙將優(yōu)先使用擴(kuò)展泵組，故障或壽命到期后就換一套擴(kuò)展泵組，艙內(nèi)的泵組則作為備用，確?？臻g站在軌穩(wěn)定運(yùn)行。
通過設(shè)計(jì)師們的精心設(shè)計(jì)，此次安裝擴(kuò)展泵組，航天員無需使用任何工具，也不需要精確瞄準(zhǔn)或左右移位，只需完成“插入銷孔定位，撥鎖鉤鎖定，轉(zhuǎn)手輪插電，拉手柄連液”4個(gè)步驟，如果不算地面團(tuán)隊(duì)確認(rèn)的時(shí)間，不到1分鐘就能圓滿完成這項(xiàng)難度較大的任務(wù)，可以說省時(shí)省力。
出艙后，航天員面臨太空環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，容不得半點(diǎn)差錯(cuò)。因此，進(jìn)行出艙活動(dòng)時(shí)與地面建立高速及時(shí)的測(cè)控通信尤為重要。
為確保航天員與地面測(cè)控通信的實(shí)時(shí)暢通，為問天實(shí)驗(yàn)艙研制的第三代中繼終端產(chǎn)品發(fā)揮了作用。它通過與中繼衛(wèi)星天鏈一號(hào)和天鏈二號(hào)建立中繼鏈路，實(shí)現(xiàn)中繼通信。這就好比在太空中搭建了地面與中繼衛(wèi)星、中繼衛(wèi)星與航天員之間的通信“天路”，對(duì)于保證地面與航天員的持續(xù)通信發(fā)揮著重要作用。
搭建“太空天路”實(shí)現(xiàn)對(duì)問天實(shí)驗(yàn)艙的遠(yuǎn)程操控，挑戰(zhàn)重重，不僅需要跨越近4萬公里的距離，還必須在2分鐘內(nèi)快速完成，更要確保全程穩(wěn)定運(yùn)行，復(fù)雜性可想而知。
問天實(shí)驗(yàn)艙中繼終端與中繼衛(wèi)星組成的天基測(cè)控通信系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)“遠(yuǎn)程駕駛”的關(guān)鍵。航天員要實(shí)現(xiàn)長時(shí)間駐留，也對(duì)中繼終端通信測(cè)控能力提出考驗(yàn)。通過中繼終端建立的天基測(cè)控通信系統(tǒng)建成之后，將地面對(duì)問天實(shí)驗(yàn)艙以及空間站的測(cè)控覆蓋率提高，確保問天實(shí)驗(yàn)艙在絕大部分時(shí)間都保持著與地面的實(shí)時(shí)通信。中國航天科技集團(tuán)五院西安分院載人航天工程任務(wù)負(fù)責(zé)人余曉川介紹，載人航天工程原有的地面測(cè)控站、海上測(cè)控站測(cè)控覆蓋率較小，如今則實(shí)現(xiàn)了幾乎100%的測(cè)控覆蓋率，讓航天員與地面始終保持通信。
在空間站運(yùn)行階段，航天員出艙并開展艙外維修、設(shè)備更換等操作將是常態(tài)。因此，空間站問天實(shí)驗(yàn)艙的中繼終端采用集成化、模塊化設(shè)計(jì)，方便航天員維修更換。
目前，空間站核心艙等航天器組合體已在軌安全運(yùn)行一年多，經(jīng)受住了惡劣空間環(huán)境的嚴(yán)峻考驗(yàn)，保障了航天員安全順利出艙，成功完成多項(xiàng)任務(wù)。這離不開中國航天科技集團(tuán)五院總體設(shè)計(jì)部空間碎片防護(hù)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)為空間站打造的“防護(hù)鎧甲”，可為空間站長期在軌安全運(yùn)行提供強(qiáng)大的空間碎片防護(hù)能力。
據(jù)介紹，最具科學(xué)應(yīng)用價(jià)值的地球軌道主要集中在2000公里以下的軌道區(qū)域，但這里也是空間碎片的“集散地”。通過攻克材料問題和數(shù)百次數(shù)值仿真計(jì)算、試驗(yàn)，設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)出了優(yōu)異性能的先進(jìn)防護(hù)結(jié)構(gòu)。目前先進(jìn)防護(hù)結(jié)構(gòu)已成功應(yīng)用于空間站天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙防護(hù)，使我國空間站防護(hù)結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。
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