新闻资讯 · 2022年 9月 17日

【Telegram中文版】此次出舱有何看点【Telegram中文官网】

人民日报记者 余建斌

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9月17日,神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同,先后完成了舱外助力手柄安装、载荷回路扩展泵组安装、舱外救援验证等二次出舱活动期间全部既定任务,出舱活动取得圆满成功。

第二次出舱活动,航天员为问天实验舱安装了一套由中国航天科技集团五院研制的扩展泵组。与首次出舱安装的问天实验舱热控扩展泵组不同,这次是在问天实验舱的外载荷冷却回路加装了一个扩展泵组。

为何要加装一个扩展泵组?我国空间站建成后,计划在太空运行10年以上。作为冷却回路的关键部件,泵、阀、过滤器、传感器等都需要在轨更换。一般来说,液路设备必须安装在舱内,但非密封舱内塞满设备和管路电缆,如果身着厚重出舱服的航天员钻进去换液路设备,难度可想而知。为此,空间站热控设计人员大胆创新,提出了新的思路:在舱内装一套泵阀,用于支持回路的早期运行,再在舱外壁留出机电液接口,到太空后,择机在舱外追加一套泵组,即舱外扩展泵组。扩展泵组安装后,问天实验舱将优先使用扩展泵组,故障或寿命到期后就换一套扩展泵组,舱内的泵组则作为备用,确保空间站在轨稳定运行。

通过设计师们的精心设计,此次安装扩展泵组,航天员无需使用任何工具,也不需要精确瞄准或左右移位,只需完成“插入销孔定位,拨锁钩锁定,转手轮插电,拉手柄连液”4个步骤,如果不算地面团队确认的时间,不到1分钟就能圆满完成这项难度较大的任务,可以说省时省力。

出舱后,航天员面临太空环境的严峻考验,容不得半点差错。因此,进行出舱活动时与地面建立高速及时的测控通信尤为重要。

为确保航天员与地面测控通信的实时畅通,为问天实验舱研制的第三代中继终端产品发挥了作用。它通过与中继卫星天链一号和天链二号建立中继链路,实现中继通信。这就好比在太空中搭建了地面与中继卫星、中继卫星与航天员之间的通信“天路”,对于保证地面与航天员的持续通信发挥着重要作用。

搭建“太空天路”实现对问天实验舱的远程操控,挑战重重,不仅需要跨越近4万公里的距离,还必须在2分钟内快速完成,更要确保全程稳定运行,复杂性可想而知。

问天实验舱中继终端与中继卫星组成的天基测控通信系统是实现“远程驾驶”的关键。航天员要实现长时间驻留,也对中继终端通信测控能力提出考验。通过中继终端建立的天基测控通信系统建成之后,将地面对问天实验舱以及空间站的测控覆盖率提高,确保问天实验舱在绝大部分时间都保持着与地面的实时通信。中国航天科技集团五院西安分院载人航天工程任务负责人余晓川介绍,载人航天工程原有的地面测控站、海上测控站测控覆盖率较小,如今则实现了几乎100%的测控覆盖率,让航天员与地面始终保持通信。

在空间站运行阶段,航天员出舱并开展舱外维修、设备更换等操作将是常态。因此,空间站问天实验舱的中继终端采用集成化、模块化设计,方便航天员维修更换。

目前,空间站核心舱等航天器组合体已在轨安全运行一年多,经受住了恶劣空间环境的严峻考验,保障了航天员安全顺利出舱,成功完成多项任务。这离不开中国航天科技集团五院总体设计部空间碎片防护设计团队为空间站打造的“防护铠甲”,可为空间站长期在轨安全运行提供强大的空间碎片防护能力。

据介绍,最具科学应用价值的地球轨道主要集中在2000公里以下的轨道区域,但这里也是空间碎片的“集散地”。通过攻克材料问题和数百次数值仿真计算、试验,设计师设计出了优异性能的先进防护结构。目前先进防护结构已成功应用于空间站天和核心舱、问天实验舱防护,使我国空间站防护结构性能指标达到国际先进水平。