航天員出艙,給空間站安裝“回路心臟”
8月20日14時(shí)33分,經(jīng)過約6小時(shí)的出艙活動(dòng),航天員聶海勝、劉伯明安全返回天和核心艙,空間站階段第二次航天員出艙活動(dòng)取得圓滿成功。
本次出艙活動(dòng)的一項(xiàng)重要任務(wù)是安裝熱控系統(tǒng)擴(kuò)展泵組。擴(kuò)展泵組由航天科技集團(tuán)五院熱控團(tuán)隊(duì)研制,被稱為空間站艙壁外的“回路心臟”,是空間站熱控系統(tǒng)流體回路運(yùn)行的動(dòng)力源之一。
熱控系統(tǒng),空間站運(yùn)行的“中央空調(diào)”
由于沒有大氣層的保護(hù),在太陽光線的直射下,空間站表面溫度最高可達(dá)150℃以上;在背陽面,溫度最低可達(dá)零下100℃以下。在這種嚴(yán)酷的太空環(huán)境中,熱控系統(tǒng)是保障空間站設(shè)備正常運(yùn)行以及航天員太空生活冷暖舒適的重要系統(tǒng)。
據(jù)空間站熱控流體回路系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人鄭紅陽介紹,作為空間站熱控系統(tǒng)的核心結(jié)構(gòu)之一,流體回路是整個(gè)航天器的命脈,它均勻地包裹住空間站的重要部位,通過特殊液體在管路內(nèi)的往復(fù)循環(huán),將艙內(nèi)設(shè)備以及航天員生活產(chǎn)生的熱量收集起來,帶到相應(yīng)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)散熱和補(bǔ)熱功能,同時(shí)保持空間站不同“房間”溫度的均勻和穩(wěn)定,可謂量身打造的“中央空調(diào)”系統(tǒng)。
擴(kuò)展泵組,空間站的“長(zhǎng)壽”小秘訣
讓流體回路內(nèi)的特殊液體循環(huán)往復(fù)的動(dòng)力源泉,來自安裝在空間站流體回路系統(tǒng)中的熱控回路泵??臻g站熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師韓海鷹將其形象地比喻為熱控回路系統(tǒng)的“心臟”:“人體的心臟為血液流動(dòng)提供動(dòng)力,將血液運(yùn)行至身體各個(gè)部分——同理,熱控回路泵能夠保障整個(gè)流體回路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)?!?/p>
為了保證中國空間站在軌不少于15年壽命的要求,研制團(tuán)隊(duì)從立項(xiàng)伊始就著眼于長(zhǎng)壽命、可靠性、可維修性和安全性一體化設(shè)計(jì)?!白鳛殚L(zhǎng)期高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件,回路泵的壽命有限,必須具備可維修、可更換的方法。為此,我們經(jīng)過持續(xù)攻關(guān),提出了在空間站資源艙壁外安裝擴(kuò)展泵組的構(gòu)想,為流體回路打造艙內(nèi)艙外多個(gè)心臟,以保證其具備超長(zhǎng)時(shí)間待機(jī)的能力——這也算是為空間站的長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行提供了一個(gè)長(zhǎng)壽小秘訣。”韓海鷹解釋說。
簡(jiǎn)單安裝,熱控專家設(shè)計(jì)出這樣四步
要想在太空環(huán)境中為空間站安裝流體回路泵閥部件,是一件操作復(fù)雜、極具挑戰(zhàn)的工作。在太空環(huán)境中,身穿航天服的航天員動(dòng)作受到極大限制,一個(gè)擰螺絲的簡(jiǎn)單動(dòng)作都會(huì)消耗掉不少時(shí)間和體力。本著安全、簡(jiǎn)單、可靠三項(xiàng)原則,航天科技集團(tuán)五院熱控團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)簡(jiǎn)單易行的方案,即把所有需要更換的零件集成在一個(gè)擴(kuò)展泵組,航天員僅需通過簡(jiǎn)單的四步操作就能實(shí)現(xiàn)。
正如航天員聶海勝簡(jiǎn)潔流暢的動(dòng)作所展示的那樣,操作者只需通過“一鉤、二鎖、三通、四連”四個(gè)步驟,就可以完成擴(kuò)展泵組的安裝:“一鉤,就是扳動(dòng)兩個(gè)鎖鉤,將泵組鉤住空間站艙體,初步將組件固定在空間站資源艙壁上;二鎖,就是在鉤住艙體的基礎(chǔ)上,撥動(dòng)兩個(gè)鎖定扳手,將泵組徹底鎖定在相應(yīng)位置;三通,就是旋轉(zhuǎn)精巧的手輪接通泵組的電路;四連,就是扳動(dòng)兩個(gè)扳手連通液路?!痹卩嵓t陽看來,這次出艙活動(dòng)既完美驗(yàn)證了在軌更換泵組的技術(shù)可行性,也為后續(xù)空間站組合體建造和長(zhǎng)達(dá)15年的穩(wěn)定運(yùn)行奠定了良好基礎(chǔ)。
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