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于細(xì)微處領(lǐng)略天和核心艙的匠心設(shè)計(jì)

時(shí)間:2021年04月30日 信息來(lái)源:本站原創(chuàng) 點(diǎn)擊:5586 字體:

2021年4月29日,空間站天和核心艙發(fā)射圓滿(mǎn)成功,中國(guó)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(diǎn),是未來(lái)空間站的指揮控制中心。它的成功研制,凝結(jié)著無(wú)數(shù)航天人的智慧和心血。作為抓總研制單位,為了打造一個(gè)完美的核心艙,航天科技集團(tuán)五院(以下簡(jiǎn)稱(chēng)五院)攻克了眾多關(guān)鍵技術(shù),以工匠精神為每個(gè)細(xì)節(jié)都注入了航天科技之美。


國(guó)旗和標(biāo)識(shí)之美

 

天和核心艙外表面有著大小不一的國(guó)旗、載人航天工程等標(biāo)識(shí),一眼望去,國(guó)旗與載人航天工程標(biāo)識(shí)顏色鮮艷,色彩分明,在太空中尤其顯得奪目耀眼。

 

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空間站運(yùn)行在低地球軌道(以下簡(jiǎn)稱(chēng)LEO),低地球軌道是目前我國(guó)載人航天器運(yùn)行的主要軌道,與其他的軌道相比有著新的特點(diǎn),LEO環(huán)境極為復(fù)雜,高真空、高低溫、原子氧輻照、紫外輻照、高能粒子輻照等并存,且該環(huán)境處于不斷動(dòng)態(tài)變化中。由于在LEO上運(yùn)行的航天器使用壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,在長(zhǎng)壽命服役運(yùn)行期間,傳統(tǒng)的標(biāo)識(shí)涂層無(wú)法耐受住空間站極端原子氧、真空紫外輻照環(huán)境,長(zhǎng)期輻照很容易就導(dǎo)致標(biāo)識(shí)褪色脫落。為了讓國(guó)旗在太空中更加美麗醒目,該院的研制人員通過(guò)純無(wú)機(jī)材料體系設(shè)計(jì),突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),自主研制了超強(qiáng)耐空間輻照性能的無(wú)機(jī)涂層,該涂層能夠滿(mǎn)足空間站長(zhǎng)壽命服役需求,解決了涂層耐極端輻照及原子氧剝蝕技術(shù)難題,確保國(guó)旗與載人航天工程標(biāo)識(shí)在全壽命周期中顏色持久、圖案完整。

 

艙門(mén)保護(hù)罩之安心

 

空間站天和核心艙有多個(gè)大小不一、形狀不一的艙門(mén),當(dāng)航天員在空間站艙間穿行或出艙時(shí),艙門(mén)沿著艙門(mén)門(mén)軸旋轉(zhuǎn)處于側(cè)開(kāi)狀態(tài),通過(guò)艙門(mén)過(guò)程中,存在著對(duì)艙門(mén)門(mén)體密封圈剮蹭的風(fēng)險(xiǎn),一旦密封圈受損,艙門(mén)密閉失效,就可能影響航天員的生存環(huán)境。為保護(hù)艙門(mén)門(mén)體密封圈不受刮蹭,五院專(zhuān)門(mén)研制了艙門(mén)保護(hù)罩進(jìn)行保護(hù)。

 

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艙門(mén)保護(hù)罩功能雖然單一,但針對(duì)空間站的使用高要求,艙門(mén)保護(hù)罩具有操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)品壽命長(zhǎng)、使用次數(shù)多的特點(diǎn),因此在研制上也重點(diǎn)解決了材料和操作兩方面的難題。一是選用了航天特種織物材料,為充分保證航天員身體健康、空間站安全和產(chǎn)品可靠,針對(duì)使用環(huán)境和產(chǎn)品壽命的要求,相關(guān)材料先后經(jīng)過(guò)了10余項(xiàng)試驗(yàn)的考核,所用材料均可滿(mǎn)足艙內(nèi)和艙外兩種環(huán)境使用。二是根據(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(mén)保護(hù)罩,包括艙內(nèi)用艙門(mén)保護(hù)罩和艙外用可展收艙門(mén)保護(hù)罩,為了便于航天員操作,艙內(nèi)用艙門(mén)保護(hù)罩為罩蓋式結(jié)構(gòu),就像落地電風(fēng)扇防塵罩,使用時(shí)只需要航天員將艙門(mén)保護(hù)罩口部撐開(kāi)套在艙門(mén)上即可;艙外用艙門(mén)保護(hù)罩為卷簾式結(jié)構(gòu),使用時(shí)由航天員只需要“抓”“套”“拉”幾個(gè)簡(jiǎn)單的操作步驟即可完成。

 

中繼終端之超長(zhǎng)陪伴

 

為了確保天和核心艙與地面通信的實(shí)時(shí)暢通,天和核心艙安裝了五院研制的第三代中繼終端產(chǎn)品。中繼終端能通過(guò)中繼衛(wèi)星建立空間站與地面的通信鏈路,承擔(dān)著航天員與地面語(yǔ)音、視頻、電子郵件、科學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)下傳以及整艙遙測(cè)傳輸?shù)墓δ堋:诵呐摪l(fā)往地面的速率相當(dāng)于地面5G通信速率的幾十倍,保障地面與空間站的聯(lián)絡(luò)暢通無(wú)阻??梢哉f(shuō),有了中繼終端這個(gè)“太空伴侶”的陪伴,未來(lái)航天員在遙遠(yuǎn)的太空將不再寂寞。

 

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為了保證在軌使用壽命,除可靠性要求高,還需要具備在軌可維修性。因此,空間站中繼終端采用了集成化、模塊化的設(shè)計(jì)思路,在保證傳輸信號(hào)質(zhì)量的同時(shí),方便航天員維修更換。在本次任務(wù)中,大幅減少了中繼終端設(shè)備體積和重量,簡(jiǎn)化系統(tǒng)組成,并且首次設(shè)計(jì)了中繼終端在軌自主運(yùn)行功能,大大降低了空間站長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)期間地面管控壓力。

 

在天和核心艙身上還有著數(shù)不清的匠心設(shè)計(jì),未來(lái)的很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間,它都會(huì)在太空陪伴大家,讓我們?cè)谖磥?lái)的日子里慢慢發(fā)現(xiàn)中國(guó)空間站的匠心之美。



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