| 新京報訊（記者 李玉坤）4月29日，空間站天和核心艙發(fā)射圓滿成功，中國空間站距離我們又近了一步。作為空間站的核心艙段，核心艙是空間站的主要控制節(jié)點，是未來空間站的指揮控制中心。 “問天”及“夢天”兩個實驗艙交會對接后，三者將形成T字型的天宮空間站。中國航天科技集團五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師侯永青介紹，“中國空間站設(shè)計在軌飛行10年，具備延壽到15年的能力。我們從設(shè)計伊始就開展了長壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設(shè)計。具體來講，就是以系統(tǒng)和產(chǎn)品的長壽命和固有可靠性設(shè)計為基礎(chǔ)，配合開展系統(tǒng)和產(chǎn)品在軌故障診斷、處置預(yù)案設(shè)計、維修性設(shè)計，以實現(xiàn)長壽命、可靠性的既定目標。” 熱管輻射器 降低被空間碎片擊穿風(fēng)險 空間站在軌運行后，在微流星、空間碎片撞擊等意外損傷的條件下，有可能會出現(xiàn)較大的裂紋，從而引起艙體泄漏、艙體開窗、撕裂等災(zāi)難性事故。 結(jié)構(gòu)研制團隊創(chuàng)新設(shè)計了健康監(jiān)測子系統(tǒng)。這個新增的子系統(tǒng)就像體檢醫(yī)生一樣，能夠在軌對承受的載荷以及自身的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進行實時監(jiān)測，也能夠?qū)臻g碎片等“飛來橫禍”進行監(jiān)測、定位和報警，一旦發(fā)現(xiàn)有空間碎片撞擊上來，能迅速及時地報警，第一時間通知地面和航天員，立即處理。它還能對艙內(nèi)的壓力情況進行監(jiān)測，根據(jù)不同的壓力指標進行分級報警。 航天科技集團五院空間站熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計師韓海鷹介紹，為了應(yīng)對空間碎片等“勁敵”的攻擊，天和核心艙熱控分系統(tǒng)針對長壽命可靠性問題，在載人二期的基礎(chǔ)上，開展了健壯性設(shè)計，為空間站安裝了兩條相當(dāng)于“大動脈”的管子——熱管輻射器，以減少流體管在外暴露的面積，大大降低被空間碎片擊穿的風(fēng)險。 艙門保護罩 艙外用保護罩為卷簾式結(jié)構(gòu)，便于操作 空間站天和核心艙有多個大小不一、形狀不一的艙門，當(dāng)航天員在空間站艙間穿行或出艙時，艙門沿著艙門門軸旋轉(zhuǎn)處于側(cè)開狀態(tài)，通過艙門過程中，存在對艙門門體密封圈剮蹭的風(fēng)險，一旦密封圈受損，艙門密閉失效，就可能影響航天員的生存環(huán)境。為保護艙門門體密封圈不受剮蹭，航天科技集團五院專門研制了艙門保護罩。 艙門保護罩功能雖然單一，但針對空間站的使用高要求，具有操作簡便、產(chǎn)品壽命長、使用次數(shù)多的特點。 根據(jù)艙內(nèi)和艙外兩種不同的操作環(huán)境，空間站核心艙分別研制了2種狀態(tài)的艙門保護罩，包括艙內(nèi)用艙門保護罩和艙外用可展收艙門保護罩。為了便于航天員操作，艙內(nèi)用艙門保護罩為罩蓋式結(jié)構(gòu)，就像落地電風(fēng)扇防塵罩，使用時只需要航天員將艙門保護罩口部撐開套在艙門上即可；艙外用艙門保護罩為卷簾式結(jié)構(gòu)，使用時航天員只需“抓”“套”“拉”幾個簡單的操作步驟即可完成。 太陽電池翼 收攏后只有一本書的厚度 天和核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽翼，其雙翼展開面積可達134平方米。這是我國首次采用柔性太陽翼作為航天器的能量來源。 與傳統(tǒng)剛性、半剛性的太陽電池翼相比，柔性翼全部收攏后只有一本書的厚度，僅為剛性太陽翼的1/15，同時，展開面積大、功率重量比高，單翼即可為空間站提供9KW的電能，在滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運轉(zhuǎn)的同時，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。 核心艙作為我國壽命設(shè)計要求最長的一個飛行器，對所有產(chǎn)品的長壽命提出了最高要求。太陽翼作為艙外產(chǎn)品，要面對的空間環(huán)境極其惡劣，除了需要經(jīng)歷88000次±100℃的高低溫循環(huán)外，還要經(jīng)受低軌環(huán)境中原子氧、等離子體、紫外輻照、電離輻照等多種空間環(huán)境的考驗。航天科技集團八院805所柔性太陽電池翼研制團隊開展了3年多的方案論證和比較工作，經(jīng)過大量的地面模擬長壽命測試。 比如，太陽翼上的張緊機構(gòu)看似是一根簡單的鋼絲繩，但其實是一套恒力彈簧繩索系統(tǒng)，通過它的不斷伸縮才能保證太陽翼在高低溫環(huán)境下的足夠剛度以及姿態(tài)控制。團隊歷經(jīng)多年攻關(guān)，地面完成了40萬次熱真空疲勞壽命試驗、100萬次常溫常壓壽命試驗，充分驗證了產(chǎn)品的高可靠、長壽命。 空間機械臂 六維力傳感器打破國外壟斷 空間站機械臂主要承擔(dān)著懸停飛行器捕獲、輔助航天員艙外活動、艙外貨物搬運、艙體狀態(tài)檢查、載荷照料等重要任務(wù)。由中國航天科技集團有限公司四院44所自主為機械臂研制了3款傳感器。 其中，六維力傳感器是三款傳感器中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、研制難度最大的一款，能夠同時測量三個方向上的力分量和轉(zhuǎn)動時的力矩分量；一維力傳感器主要負責(zé)機械臂末端執(zhí)行器在實施目標抓取和拖動功能時，對拖動力進行監(jiān)測；一維力矩傳感器則用于感知機械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動時所承載的力矩，實現(xiàn)整臂的柔順控制。 三款傳感器產(chǎn)品作為機械臂進行伸縮、扭轉(zhuǎn)、抓握和拖動等動作時各關(guān)鍵部位的測力元件，就像機械臂的“觸覺神經(jīng)”，能夠?qū)崟r將力學(xué)參量反饋至機械臂的“大腦”，為機械臂實現(xiàn)精準控制提供重要依據(jù)，使機械臂具備強大的自由運動能力。 這三款傳感器產(chǎn)品是航天四院44所歷時10年打造出的，具備體積小、質(zhì)量輕、空間環(huán)境適應(yīng)性強、精度及可靠性高、可在軌穩(wěn)定運行15年以上等特點，特別是六維力傳感器作為國內(nèi)首款、目前唯一一款自主研制的能夠?qū)崿F(xiàn)空間環(huán)境下同時測量6個力和力矩分量并且成功搭載空間站應(yīng)用的傳感器產(chǎn)品，成功打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，對于在該領(lǐng)域進一步實現(xiàn)國產(chǎn)化具有重要意義。 太空廚房 可定量分配常溫水和熱水，濾除銀離子 在太空中，航天員的身體健康狀況尤為重要。在核心艙上，安裝了很多監(jiān)測航天員身體狀況的醫(yī)學(xué)監(jiān)測設(shè)備。這些產(chǎn)品都是由航天科技集團九院771所負責(zé)研制生產(chǎn)。 例如，常規(guī)醫(yī)監(jiān)設(shè)備可以為航天員在長期飛行中的生理健康狀態(tài)和功能提供全面有效的醫(yī)學(xué)監(jiān)督和保障；無線生理信號檢測裝置負責(zé)監(jiān)測航天員心電、呼吸、體溫；睡眠監(jiān)護儀能夠采集航天員睡眠時產(chǎn)生的多路生理信號，為航天員睡眠質(zhì)量做定期評價提供數(shù)據(jù)；采集航天員常規(guī)心電、運動心電、動態(tài)心電、搶救心電的12導(dǎo)同步心電信號的動態(tài)心電監(jiān)測儀；無創(chuàng)血液動力學(xué)監(jiān)護儀能夠?qū)崿F(xiàn)對航天員一導(dǎo)心電和二導(dǎo)脈搏的無創(chuàng)監(jiān)測，協(xié)助完成航天員的脈搏量、心排量、外周血管阻力等各項血液動力學(xué)參數(shù)的健康監(jiān)督。 此外，為方便航天員長期飛行中的飲食需求，771所提供了多種太空廚房食品設(shè)備。熱風(fēng)加熱裝置可將航天食品在規(guī)定時間內(nèi)加熱到適合在軌食用的溫度；微波加熱裝置則用于加熱非金屬包裝類的食品和飲用水等；飲水分配器除了加熱日常飲用水，還能定量分配常溫水和熱水，濾除水中的銀離子，保證航天員健康飲水。 新京報記者 李玉坤 編輯 白爽 校對 趙琳 來源：新京報 |
