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神九对接密封圈能保证零下100度严丝合缝

2018-07-08 来源:网络整理 责任编辑:采集侠 点击:

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  在经历了将近九个月的相思之苦后,天宫一号今天终于即将在太空和神舟九号飞船“相见”、“相吻”。神舟九号飞船在发射升空之后,经过了昨天一天的飞行,一切安好。经过不断变轨、悉心调整状态,步步追赶天宫,都是为了准备在今天正式和天宫一号进行自动交会对接。这也是此次任务中的第一次交会对接。在飞行第六天左右,还将进行手控交会对接。

  “穿越”通道多次试验

  据介绍,神九和天宫一号的自动交会对接是指飞船先是进入了自主控制阶段,也就是由飞船按照自己敏感器测量和天宫一号目标飞行器的相对距离、相对位置进行自主控制,通过控制自己的发动机将飞船逐渐导引接近目标飞行器,然后直至飞船前面的对接机构和目标飞行器的对接机构相互接触、捕获,最后通过锁紧再形成组合体。

  神九和天宫一号在今天成功完成交会对接后,三名航天员接下来要完成的一个重要动作就是“穿越”,打开舱门和穿舱之后,从神舟九号进入天宫一号,首次进入在轨运行的目标飞行器。

  据了解,科研人员综合设计了一个直径达80厘米的圆形通道,供航天员在太空中通过这一通道进入天宫一号。为了确保航天员顺利进入天宫一号,设计师在地面进行了各类模拟试验,其中一项就是请一位身高1.8米、体重165斤的飞船工程师,多次进行现场穿越试验,一次次验证通道的科学合理性。

  为了完成这项“穿越”,航天员在地面也进行了大量的模拟试验。据中国航天员科研训练中心模拟器研究室主任晁建刚介绍,航天员进行穿越训练的目标飞行器组合体训练模拟器是所有模拟中占地面积最大的一个,从外形看,长约20米,宽约7米,其左部是一个直径较小且比较短的圆柱体,模拟轨道舱状态,右部是一个直径较大且比较长的圆柱体,模拟天宫一号实验舱状态。

  晁建刚介绍说,在目标飞行器组合体训练模拟器里,航天员可以完成从对接成功到进入天宫一号工作和生活的全部过程训练,包括开闭舱门、穿舱、飞行状态监控以及空间实验等。模拟器不仅能够模拟正常飞行程序,还可以模拟各种工程预案内的故障,这项功能被称为故障仿真,经过大量故障仿真训练,航天员在执行任务时遇到故障,便可以迅速开始排故流程的操作。

  密封圈对接“严丝合缝”

  当两个飞行器链接后,其密闭性如何将直接关系到航天员的生命安全。而天宫和神九交会对接机构的密封圈更是被称为航天员的“生命之圈”。

  据介绍,普通橡胶在温度降至-80℃以下时就会变得像玻璃一样脆,完全丧失了弹性,同时也无法实现密封的功能,而“天宫”和“神九”交会对接机构密封圈要在-100℃以下的条件下完成对接的“严丝合缝”,科研技术难度之大可想而知。

  密封一旦失效,舱内与太空环境直接联通,会使舱内气压降至接近真空,绝大部分仪器设备将因带点粒子辐射完全丧失功能,同时也将危及航天员的生命。因此,密封圈是确保航天员生命安全和交会对接任务顺利完成的“生命之圈”。技术人员介绍说,与以往不同的是,开展交会对接任务时,密封圈前端面直接裸露在空间环境中,因此,所承受的高真空、原子氧、紫外、高低温交变和各种形式的辐照作用更强,并且“天宫”不再是太空的匆匆过客,而是我国航天员长期驻守的“空中家园”,恶劣环境的长期考验会使密封材料降解甚至断裂。 

  我国的科研人员通过7年集智攻关,突破了多项技术难题,研制出全面符合各项指标要求的直径达1.5米、采用环保特种材料制成的对接机构密封圈。这个空间密封圈中的巨无霸能够在-110℃的条件下仍旧保持良好的柔性和弹性,还具备强大的耐真空和辐射的性能,既可以在微小的压紧力状态下保持良好的密封性,又具有较低的黏着力不会妨碍飞船分离。

  天宫准备好迎新“主人”

  一直在太空等待的“天宫”,此刻已做好了迎接神九的准备。据介绍,目前天宫一号正在343公里交会对接轨道上等待着神舟九号的到来。天宫一号目标飞行器已经建立了舱内的载人环境,就是天宫一号密封舱内的温度、湿度、氧气成分、大气压力等,都已满足航天员在轨生活的要求,而且天宫一号配合交会对接的设备也都进行了在轨测试,全部正常。

  据了解,在“天宫一号”等待载人飞船交会对接的时间里,“天宫一号”舱内的气体成分可能会发生变化,从而不适合航天员工作生活,目前这样的问题已经解决。“天宫一号”在适当的时候会像室内开窗换气一样,把舱内不合格的气体排出去,重新充入合格的气体。

  据工作人员介绍,完成“开窗换气”工作依靠的是气体净化装置,它可以清除一些舱内的有害气体。事实上,这项工作在神九发射之前就已经连续工作了将近两个月,能够保证空气的成分是满足安全性要求的。如果这些设备发生故障,还准备了置换空气的预案,就是把有害气体都排出去,然后再通过气瓶把空气重新充到密封舱里。

  目前,神九的应急预案有270种,而来自“天宫”方面的预案也有230份之多。各方面的准备都非常充分。据了解,三位航天英雄在太空中也是逐渐进入了状态,期待着今天的首次载人交会对接。晨报记者 韩娜

  ■飞天·生活

  《三国演义》评书上太空

  在三名航天员进入天宫一号后,航天员的娱乐文化生活将变得更加丰富多彩,他们可以利用天宫一号舱载的个人计算机听相声,看录像。根据飞行程序安排,“神九”和“天宫”组合体飞行阶段,非值班航天员每日的个人自由活动时间约为3小时左右。

  据载人航天工程航天员系统总指挥、中国航天员科研训练中心主任陈善广透露,在神舟九号任务中,航天员携带了音乐、文学书籍、图片、视频等四大类电子文件进入太空,其中音乐主要包括《航天员中心之歌》、《我为祖国感到骄傲》以及军乐、轻音乐、流行歌曲、交响乐,文学书籍类主要以音频形式携带,包括《岳飞传》、《三国演义》等评书作品,图片主要是航天员与领导、与家人、与战友的合影,视频主要包括航天员科研训练中心“五星红旗太空飘扬”、“飞天颂”等文艺演出录像、文化知识讲座、传统相声、小品等。

  晨报记者 韩娜

  通讯员 朱霄雄

  ■飞天·链接

  经典镜头晒出来

  ●杨利伟:旗展太空

  杨利伟从航天服口袋里取出五星红旗和联合国旗帜,面对飞船上的摄像机镜头,杨利伟铿锵有力地说道:“和平利用太空,为全人类造福!”

  ●费俊龙:一跃百里

  费俊龙用双手撑住船舱地上的两个固定物,然后突然向前,完成了中国人在太空中的第一个前滚翻!随后,费俊龙又翻了三个筋斗。费俊龙在3分钟里翻了4个筋斗,一个筋斗351公里。

  ●聂海胜:生日快乐

  神舟六号第9圈飞行,两名航天员与来到北京飞控大厅的亲人开始天地通话。11岁的聂天翔为迎来41岁生日的父亲唱起了生日快乐歌。

  ●翟志刚:太空漫步

  身着“飞天”服的翟志刚头先脚后飘出飞船。太空传来他的声音:“我已出舱,感觉良好。神舟七号向全国人民、向全世界人民问好!”

  ●刘伯明:美丽误会

  刘伯明在返回舱值班。他频繁用手捂住前额的举动引起地面人员关注,但指挥中心很快确认:刘伯明身体无恙。不停用手遮住前额,是因为他身旁舷窗投射进来的太阳光太耀眼,影响阅读飞行手册。

  ●景海鹏:太空摄影

  神舟七号升空后,景海鹏拿着相机到飞船的左舷窗开始了一串连拍摄。接下来,他的拍摄角度又转移到了飞船的右窗。据新华社

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