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“神舟七号”飞天成功 “兰州造”功不可没

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    “神舟七号”少不了“兰州造”!因为,作为甘肃省内唯一从事航天科学的研究所——中国航天科技集团公司五院510所,在“神七”的研制过程中,总共承担研制了38台(套)产品,涉及仪表照明、结构机构、测控通信、热控和环控生保5个分系统。其中,飞行出舱保障控制台、出舱活动升压装置、舱门快速检漏仪和出舱照明灯电源4台(套)产品,更是与“神七”宇航员出舱活动紧密相关。

    “我们期盼并坚信‘神七’发射会圆满成功!”昨日,510所“神七”任务指挥陈学康在接受记者采访时表达了该所科研人员对“神七”的美好祝福。同时,他还结合载人航天飞行和出舱活动的有关背景,向记者介绍了510所在“神七”研制中所承担的任务。

  神七问天“兰州造”贡献很大

    “美丽的地球是生命的摇篮,人在地球上的一切都是熟悉的、安全的,但是飞船送人到太空中去,尤其这次还有出舱活动,这就有了风险。”陈学康说。

    热控材料为宇航员缓冲

    陈学康介绍说,除过要求有大的运载火箭外,载人飞船还需要解决环控生保问题——氧气、湿度、生活起居等的控制。因为要在狭小密闭的空间里生活,所以飞船舱内环境的任何一点问题,都会给航天员带来极大的不适。为此,510所研制了湿度控制材料,也叫吸湿材料。

    此外,热度控制也相当重要。比如,飞船返回舱在返回时,迎风面的温度可高达1600摄氏度,这就要求飞船舱内材料有良好的热隔绝。目前,510所研制的“无毒聚氨酯软泡沫塑料”是飞船使用最多的热控材料,主要用于飞船舱壁、管道,起着隔热、隔燥和缓冲宇航员碰撞等作用。从神舟一号到神舟七号,这种材料的飞船用量增加了近50%。

  手控单元领航“生命之塔”

    “在发射的安全控制上,从‘神五’开始,中国比外国做得更加周到!”陈学康说,火箭中充满了液氢、液氧,一旦发生事故,对航天员来说是相当危险的。我国在发射安全控制措施方面做了很多努力,其中飞船逃逸指令就是从510所研制的设备上发出的。这是一个手动控制单元,万一火箭发生危及生命安全的故障,被宇航员誉为“生命之塔”的火箭顶部“逃逸塔”就会拖着轨道舱和返回舱与火箭分离,并降落在安全地带,帮助飞船上的宇航员脱离险境。

    据了解,虽然我国飞船一直是自动返回,但也有紧急情况下的手动返回方案。也就是说,如果飞船在返回时出现故障,510所研制的设备上的手动控制单元就会发出紧急脱离轨道等很多控制指令。

    “小东西”保证信号传送

    “我国在飞船返回的落点上一直控制得很好,在内蒙古境内,误差一般不超过几十公里。”陈学康说。不过,飞船也还是带有510所研制的国际救援示位标,在紧急情况下,可以告知飞船落地后返回舱在什么地方。

    此外,在“神七”上,也有类似人耳内前庭的“小东西”——微波重力水平开关来为飞船判断重力方向,使飞船返回舱可以根据自己落地后的角度选择合适的天线与外界通讯,帮助搜寻飞船返回舱。这些“小东西”就叫做微波重力水平开关。如果飞船落地后不能选择合适的天线,长时间搜寻不到返回舱,航天员的生命安全有可能受到威胁。为此,510所的科研人员创造性地提出了全电子化的微波重力开关方案,并研制出了我国独有的新型微波重力开关。返回舱落地后,这些小东西会机灵地选择好合适的天线,将人们最期盼的信号发送出去。

  座椅缓冲器改进重大

    陈学康说,用于神舟飞船一期工程上的座椅缓冲器,利用压力燃气包点火后产生高压燃气来提升座椅。这样,在实施过程中可能会造成燃气向返回舱内泄漏,如果有害气体超标,将危及航天员生命安全。因此,自“神七”开始,飞船总体提出了座椅缓冲器直接采用高压气体作为动力源,来实现座椅提升的新方案。座椅缓冲器气源组件作为座椅缓冲器的前级设备,用于高压气体的储存与供气,为座椅缓冲器动作提供动力。该组件属于神舟七号飞船的新增设备,510所根据总体的要求,在2个月的时间内设计研制出相应的原理性试验气瓶及充气阀,产品的性能指标达到要求。

  微重力仪监测飞船“动态”

    飞船遨游太空,绕地旋转,为自己创造了一个奇妙的环境,在这个环境里,一切物体不加固定就会轻易地漂浮起来,这就是空间微重力环境。为了分析解释这些现象,必须准确测量飞船的微重力频谱。

    由510所研制的“神七”微重力仪,主要应用于轨控发动机推力的在轨标校、监测飞控重要事件是否准时发生、连续密集监测轨控发动机工作过程的细微异常,有防止出现不良后果的重要作用。同时,它还可以监测飞船各种动作引起的飞船自由振荡过程及相应的频谱,并测量宇航员在舱内以及出舱活动带来的微重力扰动。这种监测和测量,将为飞船结构的动力学响应分析和今后开展交会对接及空间站进行微重力科学实验提供微重力水平数据和频谱。

    太空行走“兰州造”不可或缺

    “‘神七’的核心任务是宇航员出舱活动,需要解决非常多的技术问题。”陈学康告诉记者,对如何出舱和保障宇航员舱外安全等问题的解决,510所功不可没。

    舱门检漏仪确保安全

    陈学康介绍说,在飞船发射前30分钟,由510所的舱门快速检漏仪课题组专家对舱门做最后一次检测,看看舱门是否关好。舱门如果始终关不好,不能发射飞船,任务就只能宣告失败了。

    “在出舱活动前,也要对舱门进行检漏,一般几分钟之内就能检测出结果。”“神七”舱门快速检漏仪,就增加了飞船在轨期间出舱活动前对返回舱舱门的快速检漏和出舱活动后对轨道舱舱门的快速检漏,还在“神六”产品基础上增加了对真空环境的适应和其它几项功能,如检测数据显示,气源压力检测等。

    出舱灯为宇航员引路

    “神七”遨游太空时,将接受我国神舟系列飞船首个伴飞小卫星的空中“照相”,如果刚好处在地球的阴影区,就要由航天员来手动开启舱外照明灯。“这可不是一盏普通的照明灯!在真空环境中没有散热条件,加之伴飞小卫星的拍照点在距离‘神七’几十米至几百米的范围内,由此可想对这盏灯的技术要求有多高。”陈学康说。同时,这盏灯还可为出舱的宇航员提供照明,保证宇航员视野清晰,以便出舱后准确操作。

    平衡阀润滑保证开关

    “在地球上,把阀门拉动转一下,是轻而易举的事,但在失重状态下,就完全不一样了。”陈学康告诉记者,人在失重时,无处借力,你想转动阀门,有可能转动的是你自己。所以,“神七”为这次宇航员出舱特别增加了出舱机构。

    据该项目的负责人崔致和介绍,510所空间机械润滑中心承担了“神舟七号”出舱舱门机构活动件的润滑研制工作,以确保出舱舱门能够在很小的驱动力矩下可靠地开启和关闭。

    出舱保障台为“脐带”供电

    据陈学康介绍,航天员出舱后,面临着来自太空的种种威胁,如辐射、微流星环境、太阳风中的质子流、紫外线以及高能宇宙射线、微小的流星碎片等。这就需要有一套完善的出舱保障措施,出舱保障控制台就这样应运而生了。

    出舱保障控制台是专为支持和保障“神七”航天员安全进行出舱活动的设备,安装在飞船的气闸舱内,为航天员出舱提供基本保障,参与出舱活动全过程。其操作面板上配备各类开关,用于完成各自功能。

    在出舱活动期间,出舱保障控制台为脐带数据处理器和两套舱外航天服供电,控制气闸舱的泄复压状态,通过测量仪表显示气闸舱舱载氧瓶压力并为出舱航天员提供时间监测。当出舱活动出现异常时,航天员还可根据实际需要操作出舱保障控制台上的开关,完成异常情况应对。

    升压装置研制一次成功

    2007年3月,由于“神七”出舱活动任务带来了飞船的总体设计变化,510所接到了研制出舱活动升压装置的任务。2007年底,任务顺利完成。

    据了解,出舱升压活动装置安装在“神七”的气闸舱内,飞船在轨运行时工作,可为舱外航天服、出舱保障控制台、脐带处理数据器等提供一次母电压,保证后两台设备为舱外航天服供给正常工作电压,并将自身状态量信息送数管遥测。

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    八台新产品专为神七造

    与“神六”的研制任务相比,510所承担的“神七”型号新增产品有8台(套),包括舱外包带解锁开关、舱内包带解锁开关、出舱灯电源、微重力测量仪、座椅缓冲器气源组件、出舱活动升压装置、电磁阀泄放装置、出舱保障控制台产品任务。

    同时,该所承担“神七”型号重大改动产品有3类,为国际救援示位标、轨道舱舱门快速检漏仪、返回舱舱门快速检漏仪产品任务。正样研制过程均经过鉴定件环境试验。“神七”舱门快速检漏仪在“神六”产品的基础上增加了对真空环境适应和其它几项功能,如检测数据显示、气源压力检测等;国际救援示位标则加大了功率并在输出端增加了隔离器。

    据了解,510所于2005年开始原理样机研制,2006年进入初样产品研制阶段,2006年底开始正样研制,2007年完成正样产品研制交付,2008年各项产品顺利通过整船电测,研制过程历时4年。

    “到目前为止,510所研制的所有参与飞行的产品合格率达到100%,实现了‘零缺陷、零疑点、零故障’”,该所党委副书记张学勤如是说


责任编辑: 整理时间:2008-9-26 16:33:35
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