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神舟十四號航太員首次出艙看點解析

華夏經緯網 > 新聞 > 大陸新聞 > 時事要聞      2022-09-02 09:12:21

  新華社北京9月2日電 題:神舟十四號航太員首次出艙看點解析

  新華社記者胡喆、宋晨

  9月2日,神舟十四號乘組完成首次出艙活動。本次出艙與神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時有何不同?又有哪些新的航太技術讓航太員出艙更加舒適、便捷、安全?

  出艙艙門更大

  神舟十二號、神舟十三號乘組出艙時,通過的門是位於空間站核心艙節點艙的出艙口,艙門口徑為85釐米。而本次任務,航太員首次從問天實驗艙氣閘艙“出門”,這個“大門”由航太科技集團五院空間站結構與機構團隊抓總研製,艙門口徑達到了1米,讓航太員在身著艙外航太服的情況下,能夠更從容地攜帶設備“走出家門、遨遊太空”。

  看似簡單的幾何尺寸增大,其實是一項“剛”與“柔”的平衡。利用杠桿放大原理尋找平衡點,在保持航太員操作用力不變的條件下使直徑1米的艙門實現密封,研製難度可想而知。

  此次出艙的艙門作為航太器機構中的複雜産品,涵蓋密封、傳動、鎖緊、導向、潤滑、人機工效等學科。艙門設計團隊將這些複雜的功能落實到産品的操作細節中,航太員出艙前,只需使用艙門門體上配套的操作手柄旋轉解鎖,使用助力機構消除殘壓,拉動艙門把手即可完成打開艙門的動作。

  同時,艙門還配套了特製的艙門保護罩,並將艙門檢漏儀作為密封的檢測手段,將艙門壓點開關作為狀態輔助判斷,全方位保障問天“大門”的使用安全。

  安全繩更長

  在順利出艙之後,一條連接航太員與空間站的“生命線”始終護衛左右,這就是由航太科技集團五院529廠研製的可伸縮安全繫繩機構。

  神舟七號任務時,航太員翟志剛完成我國首次太空出艙活動時使用的安全繫繩是固定長度的繫繩,其有效長度僅1米多。

  空間站建造任務中,航太員要完成空間站設備安裝、檢修等出艙任務,出艙範圍更大、操作難度更高、安全要求更嚴格,需研發一種長度更長且可伸縮的安全繫繩機構。

  出艙過程中,這種可伸縮安全繩能保證航太員與空間站艙體間超過10米的安全連接,又不會對航太服産生勾挂或干涉航太員的運動,還要經受住太空中近200℃大溫差、空間輻照、空間粒子等惡劣環境的考驗。

  同時,考慮到人機工效學的要求,還要實現恒力輸出,以保證其收放力不對航太員運動産生影響,研製難度較高,之前國內並無類似的空間機構産品。

  研製團隊憑藉豐富的空間機構産品設計能力,開展適用於空間站出艙任務的新型可伸縮安全繫繩機構研發工作,為航太員出艙助“一繩之力”。

  針對長距離以及空間環境適應性的設計需求,研發團隊創新提出了一種巧妙的設計方案,實現了鋼絲繩的恒力收放,無需電機提供回轉力矩,避免了電纜的引入,保證了航太員攜帶的便捷性和機動性。

  為減小纏繞過程中的阻力、避免空間輻照環境對鋼絲繩産生影響以及防止鋼絲繩對航太服産生勾挂,設計人員選用耐空間輻照的特殊包覆材料對鋼絲繩進行保護,確保機構的使用安全。為滿足長壽命使用的要求,還採用了輔助排繩滑輪組引導鋼絲繩排繩的設計方案,並通過大量試驗驗證,確保10余米長鋼絲繩在機構的狹小空間裏上萬次、重復性的有序纏繞。

  儀錶與照明分系統更智慧

  此次出艙任務中,儀錶與照明分系統為航太員帶來了新的“黑科技”:雲臺照明燈。隨問天實驗艙發射的雲臺照明燈具備全覆蓋角度轉動,會為此次出艙任務點亮艙外環境,成為航太員艙外行走的“燈塔”。

  據悉,艙外雲臺照明燈為空間站首次在軌應用的照明設備,通過多自由度轉動機構以及投光燈光學系統設計,使得航太員出艙路徑以及艙外作業點的照度得到充分保障。

  不同於地球,航太員在軌每天會經歷大約14次日出日落,體內的生物鐘容易被打亂,並可能造成一定程度上的睡眠障礙。

  為此,儀錶與照明分系統統一規劃了空間站多艙段多自由度動態照明為主、固定照明為輔的一體化、多維度、定量化照明系統,提升航太員生活品質。

  航太員進入空間站後,可以根據個人需求通過手機應用調節艙內照明環境、睡眠模式、工作模式、運動模式,避免長時間單調環境帶來的不適,保證航太員更高效地工作、更放鬆地享受高品質睡眠,讓他們在太空工作和生活更加活力滿滿。

文章來源:新華社
責任編輯:徐亞旻
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