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太空生涯,离不开这些好副手

admin 2021年08月03日 科技 47 0

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从6月17日进入空间站天和焦点舱,神舟十二号航天员乘组在400公里左右高度的地球轨道已驻留1个多月,缔造了新的中国航天纪录。

自进入天和焦点舱的那一刻起,航天员就把地球的生涯搬【ban】上太空,生涯越来越自若:不用靠地面运送,就可以在太空呼吸新鲜的空气,饮用清洁的循环水;在太空厨房,他们喝着自产的酸奶,吃着口味厚实的热饭菜;他们可「ke」以在焦点舱内自若地跑步、愉快地睡觉,走出舱外平安地举行太空行走……

航天员在太空顺遂渡过的每一天,实在都有着地面的24小时陪同和守护【hu】。

一切为了出舱

涉及心理极限、危险的训练,航天员教员都是第一个“吃螃蟹”的人

北京时间2021年7月4日14时57分,经由约7小时的出舱流动,神舟十二号航天员乘组亲热协同,圆满完成所有既界说务,标志着我国空间站阶段航天员第一次出舱流动取得圆满乐成。

整个出舱流动中,在中国航天员中央航天员支持室内,连系实时显示的出舱画面,航天员教员赵阳同步解‘jie’读着出舱程序。义务乐成,航天员刘伯明、汤洪波平安返回天和焦点舱,赵阳长舒了口吻。

航天员出舱流动是我国空间站义务的重中之重。空间站舱外制作、舱外装备安装、维护、维修、替换和试验样品接纳等等,都需要出舱流动。

与神舟七号突破出舱手艺相比,神舟十二号航天员出舱时间由半小时提升到6小时以上,舱外作业义务量加大、难度提升,难题和挑战亘古未有。从2017年最先,赵阳肩负起航天员空间站出舱流动模拟训练的义务。随着义务相近,赵阳天天泡在水槽里,天天根据出舱流动6小时的尺度,与航天【tian】员一起开展训练。延续水下训练4个月,忙起来一天只睡4个小时,只吃一顿饭。

训练,要把种种可能的情形都训练到。好比,航天员在出舱流动时代,若是需要应急返回怎么办?

为了确保训练设计能够知足要求,赵阳和团队思量了最极端的情形:航天员在空间站最远端的事情点,机械臂万一泛起故障、不能转运航天员返回,航天员只能自主应急返回。但回舱的路拐来拐去〖qu〗,并不顺畅。直线路径10多米的距〖ju〗离,航天员必须依赖平安系绳,借助舱壁上的牢靠扶手,绕开太阳翼支座等多个大障碍物,在多次调整身体姿态后才气平安、快速地返回。

为了尽可能模拟外太空环境,赵阳严酷设计训练场景,剖析到每个动作,细化到每个姿态,辅助航天员迅速、平安地找到返回的路。每次训练,他都与航天员一起,将应急返回的时间一分一秒地缩短。

对航天员教员来说,航天员挂念的,他们必须先想到;航天员做到的,他们必须先做到。超重耐力训练、低压训练、模拟失重训练、野外生计训练等通常涉及心理极限、危险的训练,航天员教员都是第一个“吃螃蟹”的人。

救生训练,是为了训练飞船下降在应急着陆区、救援职员不能准时到达的情形下,航天员必须完成自主出舱和野外生计的义务,继而举行恶劣自然条件下的野外探险“xian”。为了选取合适的训练场景,航天员教员团队曾在热带森林中,冒着野象踩踏和毒虫攻击的危险勘探选址。

在巴丹吉林沙漠,航天员教员团队开展48小时的预训练。昼夜温差高达39摄氏度,夜里,人人挤在沙漠掩体里,虽然用火烤着,但后背照样一片冰凉。就这样,他们{men}验证了航天员沙漠生计训练科目设计的合理性和可行性。

让“太空铠甲”更坚硬

承压质料要经由多轮选择、测试,除尘、粘胶、缝合、密封等47道工序足足花了两个月

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航天员在空间站执行出舱流动,面临的是300—450公里轨道高度的空间环境,也就是真空、失重和以90分钟为周期的12摄氏度左右的冷热交变、微流尘/碎片和空间辐射。100多公斤重的舱外服,好比航天员执行出舱流动的铠甲。它像一小我私人形飞船,充上一定压力后,抵御外太空的崎岖温、真空、强辐射等,珍爱着航天员的生命平安。

中国航天员中央航天服工程研究室主任、载人航天工程航天员系统副总设计师张万欣先容说,比首先次岀舱的“神七”义务,空间站义务中航天员要举行长时间的舱外操作,对舱外服性能提出的要求更高,需要具备使用时间更长、平安可靠性更高、灵活天真性更好、测试(shi)维修性更强的特点。

舱外服上的头盔面窗,是航天员举行出舱流动时考察外界的窗口,由中国航天员中央研装部服装车间生产。头盔面窗有多层,最里层名为双层压力面窗,它是整个头盔的承压密封结构,直接关系到航天员的生命平安。为做到绝对平安【an】可靠,承压(ya)质料要经由多轮选择、测试,除尘、粘胶、缝合、密封等47道工序足足花了两个月。

中国航天员中央研装部副部长邓小伟说,这些工序听起来简朴,但流程相当庞大、严酷、仔细。在双层压力面窗制作历程中,有一次,有两粒密封胶的碎末进入了密封的面窗夹层。

这两个碎末也就沙粒巨细,吸附在面窗夹层下沿,理论上对视觉没什么大的影响,却成了手艺职员的“眼中钉”。他们实验了种种设施,最终只能将碎末扫除到边缘区域,就是无法吸出。为了做出完善的面窗,手艺职员改变生产工序,彻底解决了密封胶穿刺发生多余物这个问题。

舱外航天服完工后,在航天员穿上它之前,另有最后一项要害试验——舱外服载人低压试验。

这需要自愿者穿着全新舱外服进〖jin〗入低压舱举行试验。这项试验的危险之处在于,当舱内泄压到近乎真空状态,一旦舱外航天服泛起某个细微的故障,将直接威胁到自愿者的生命平安。

2020年9月,航天员中央在舱外服试验舱大厅内再次启动舱外服载人低压试验,这距离首次 ci[舱外服载人低压试验已是12年又4个月。

“讲述,义务完成,身体状态感受优越!”历经17小时,两名自愿者从模拟在轨真空环境的舱外服试验舱中,履历了出「chu」舱流动义务中现实泄复压历程,顺遂执行了出舱流动程序后乐成出舱。所有人一直悬着的心终于放了下来,现场响起了热烈的掌声。

保障航天员康健生涯

环境控制与生命保障系统通过应用再生生命保障手艺,首次实现舱内的氧气和水循环使用

在以往的载人航行义务中,航天员在太空生计所需的氧气和水都从地面携带,也就是非再生式环境控制与生命保障系统。而在空间站上,航天员在轨时长跨越3个月,仅靠地面补给不仅价值高昂,而且也不能知足义务需要。因此,在空间站天和焦点舱内,环控生保系统通过应用再生生命保障手艺,首次实现舱内的氧气和水循环使用。

在密闭狭窄的空间站舱内制造一个类似地球环境的可循环生命保障系统,且长时间稳固运行,难度可想而知。这个空间站义务的要害手艺,由中国航天员中央环控生保室来攻克。

微重力条件下,水气星散是个难题。无论是电解制氧、水处置{zhi}、尿处置,照样冷凝水网络、尿液网络,都要用到水气星散装置。太空中的水气星散装置,没有现成产物。研制团队走访了海内十几家大学和科研院所,做了数千次的试验,直到装置知足寿命、可靠性和稳固性等要求。现实上,水气星散装置的研制从设计、研发、测试到正式应用,花了近10年时间。

再生生命保障手艺的运用,大幅减轻了地面的补给压力。根据3人在轨航行盘算,每年可以节约消耗性物资达6吨。

此次在空间站义务中首次亮相的太空跑台,属于保障航天员在轨康健的医监医保装备,格外引人注目。

航天员在太空失重环境中容易发生心肺功效削弱、血量削减、下肢肌肉萎缩、骨流失等问题,耐久下去会影响航天员的康健和在轨事情能力。太空跑台“tai”就是针对这些晦气影响接纳的一项防护手段。

太空跑台与人们常见的跑步机外观类似,但由于太空的微重力环境,太空跑台的设计和地面截然差异。

对于航天员中央航天员康健保障工程室的跑台设计团队来说,隔振设计是个“拦路虎”。航天员跑步时,人体足底需要遭受3—6倍自身体重的袭击力,会对空间站发生严重〖zhong〗的影响。最终,跑台设计团队通过巧妙设计,将袭击力降到30公斤以内,既保持跑台自身的相对稳固性又不影响空间站上其他装备的运行。为了让航天员在太空轻松“跑”起来,太空跑台装备研制花了6年,隔振设计从理论研制到工程实现则用了4年左右时间。

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