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    探索永無止境!看中國艙外航天服的“飛天”之路
    來源:互聯網   發布日期:2022-07-27 09:08:34   瀏覽:8105次  

    導讀:7月25日,問天實驗艙成功對接天和核心艙前向端口,神舟十四號航天員乘組也順利進入問天實驗艙。后續,按計劃三位航天員將進行出艙活動,今天我們的中國空間站故事就聚焦艙外航天服。我們中國空間站的航天員身上穿著的,就是我國自主研制的飛天艙外航天服,它...

    7月25日,問天實驗艙成功對接天和核心艙前向端口,神舟十四號航天員乘組也順利進入問天實驗艙。后續,按計劃三位航天員將進行出艙活動,今天我們的中國空間站故事就聚焦艙外航天服。我們中國空間站的航天員身上穿著的,就是我國自主研制的“飛天”艙外航天服,它是航天員“太空行走”時生命安全最重要保障,無論是科技含量還是制造難度,都非常高,目前全世界只有中俄美三個國家能夠制造。接下來,我們就來探尋中國艙外航天服的“飛天”之路。

    這是神舟十二號和神舟十三號航天員出艙執行任務時候的畫面,如今,回顧當時的情景,依然讓人心潮澎湃。航天員在太空的出艙活動,是載人航天三大關鍵技術之一?臻g站在建造過程中,外部部件的更換、設備的安裝,都需要航天員出艙來解決。因此帶有生命保障系統的艙外航天服,就是航天員能夠實現“太空行走”的關鍵所在。

    在中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室,科研人員正在對最新一代的“飛天”艙外航天服進行加壓和加電的測試。

    探索永無止境!看中國艙外航天服的“飛天”之路

    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:空間站的艙外服是130公斤,因為它比神(舟)七(號)的時候功能增加了許多,比如攝像功能,然后好多單機都進行了備份,提高可靠性,冗余備份都有了,所以它比神(舟)七(號)增加了10公斤。

    我國空間站所使用的“飛天”艙外服是目前世界最先進的航天服之一,然而回顧它的歷史,卻并非一帆風順。我國在航天服的研制上起步并不晚,在20世紀6、70年代的曙光一號載人航天探索中,就已經成功研制了國產第一代艙內航天服,但由于種種原因,“曙光一號”計劃最終被取消,航天服的研制也隨之結束。但是這段寶貴的經歷卻為日后我國自主研制新一代航天服打下了基矗

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    原航天服工程室主任 陳景山:一些年輕人沒干過航天服的,通過(曙光航天服)至少熟悉了航天服是怎么回事,等于把曙光號研制經驗、技術和條件,把這個東西給繼承下來,要沒這個基礎也不可能(發展)這么快。

    2004年,我國啟動艙外航天服的研制,盡管積累了一定的基礎,但面對的依然是一個全新的領域,近百種單機產品,數萬個零部件,都要裝到只有一件衣服大小的空間里,難度可想而知。

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    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:真的很難,在攻關過程中,所有的單機產品都是從無到有我們自己設計生產出來的。這一個狹小的空間裝那么多產品,首先有一個總裝設計,總裝做完了之后,你就得考慮整個系統出來了,你怎么去驗證整套服裝的性能、功能和它的整個環境的適應性等等。當時過程我們服裝將近100種單機,應該說在整個研制過程中都歸過零。

    歸零就是說它出了問題,分析它的故障原因,還有故障能復現,然后它的機理必須是清楚的,措施是驗證有效的才能歸零。

    頭盔是艙外服的一個重要部件,它可以為航天員的面部營造一個舒適、安全的密閉大氣環境,科技含量極高。在研制的過程中,科研人員攻克了包括材料、工藝、功能設計等等難題,好不容易把產品做出來了,一上試驗臺,大家都傻眼了。

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    航天員系統副總指揮 尹銳:當時在做實驗,你會發現它里面就有那種銀絲,我們叫銀紋,它又不影響你的性能,這又不影響你的密封性,但是你(銀紋)為什么出來,我們歸了無數次零。

    無數次的歸零,卻依然找不到解決的辦法,問題不解決,就會影響整個的工程進度,這可急壞了大家,就在大家都一籌莫展的時候,轉機出現了。

    航天員系統副總指揮 尹銳:成型過程當中的一個工藝師就說了一下,這個東西應該跟(加工)過程當中的溫度系數和你的注塑壓力的匹配關系有密切的關系,一語中的,后來我們把這個一改,分段控制,然后分段退火,分段還要回火,才最后徹底地解決,高手在民間。

    翟志剛:我已出艙,感覺良好。

    2008年9月27日,翟志剛在神舟七號任務中完成了中國的第一次太空出艙,也使中國成為第三個掌握太空出艙技術的國家。從開始研制到首次出艙,僅四年時間,我國自主研制的第一代“飛天”艙外服就和翟志剛一起出現在了太空。然而,這一次的出艙只是驗證了“飛天”艙外服的關鍵技術,為了適應接下來中國空間站的任務需要,研制團隊將面對更大的挑戰為空間站研制新的艙外航天服。

    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:空間站的服裝比咱們一代的神(舟)七(號)時候的艙外服要求確實是高了很多,首先在它的使用壽命,從原來的1年4次提高到了3年15次,單次工作時間,原來只有4小時,現在要求延長到8小時。另外一個大的方面,對這人服能力要求也特別高。

    面對更高的要求,研制團隊踏上了新的攻關之路。通過材料改性和改變加工工藝,增加了關節和軸承的耐磨強度,延長使用壽命,同時,改變結構布局設計,增加可靠性。服裝研制完成后,請航天員來試穿,航天員在穿著水下服進行試驗后反饋,艙外服存在偏大、操作不便等問題。這讓設計師們坐不住了。

    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:他們試穿完了當時提出了三十幾條意見建議,然后我們都逐條落實。其實最難改的就小型化。

    空間站任務有多名航天員,其中還有女航天員,彼此之間體型不一樣,同時,由于空間站空間有限,研制成本和運輸成本都極其昂貴,因此不可能做到一人一套,量體裁衣,如何用三套艙外服適應所有航天員的需求?在經過9輪的反復修改之后,研制團隊開始對艙外航天服進行軟結構適體性優化。

    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:整體軀干背包它就是一個硬體結構,然后四肢是軟體的,就是靠四肢的調節來調節整個身高和肢體的長度。第一次就是我們的黃色艙外服,第一次是亞平穿的,第二次就是葉光富穿的,身高他倆差了很多,但是他倆穿的是一套服裝。

    2021年7月4日,神舟十二號航天員劉伯明、湯洪波身著中國自主研制的新一代“飛天”艙外航天服,成功完成出艙任務。此后聶海勝、翟志剛、王亞平、葉光富又相繼成功出艙,“飛天”艙外航天服用完美的表現贏得了航天員的好評。

    探索永無止境!看中國艙外航天服的“飛天”之路

    神舟十二號航天員 聶海勝:關節改了以后,活動度要好一些,對完成任務幫助會更大一些。

    探索永無止境!看中國艙外航天服的“飛天”之路

    神舟十二號航天員 劉伯明:在艙外爬行的時候,那是非常的吃力,因為大多數的體能都消耗在這上面了,這次就覺得比以前要省時省力了。

    探索永無止境,面向未來,航天服的研制團隊沒有停下腳步,更加便捷、更加輕巧的艙外航天服也在研制中。

    中國航天員科研訓練中心航天服工程研究室主任 張萬欣:遇到了很多困難,但是我們團隊都已經克服了,最后還是交出了一份合格的答卷,我覺得應該是我們整個團隊感到驕傲自豪的一個地方。后期我們肯定要輕量化設計,通過整個單機的集成化設計,然后包括電子產品的整合化設計等等,同時隨著咱們科學技術的一個發展,也可以用先進的技術來實現材料輕量化。

    (總臺央視記者 崔霞 李寧 吳天白 孫熙然 建明 李廈)

    來源:央視新聞客戶端

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