真空闸

神舟十四首出舱,问天开门大吉

发布时间:2024/12/16 14:39:46   
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本次出舱与神舟十二号、神舟十三号乘组出舱时有何不同?又有哪些新的航天技术让航天员出舱更加舒适、便捷、安全?

9月2日,神舟十四号乘组完成首次出舱活动。本次出舱与神舟十二号、神舟十三号乘组出舱时有何不同?又有哪些新的航天技术让航天员出舱更加舒适、便捷、安全?

此次是航天员首次从问天实验舱气闸舱出舱、由小机械臂辅助实施的出舱活动。航天员出舱活动期间,天地间周密协同、舱内外密切配合,先后完成了问天舱扩展泵组安装、问天舱全景相机抬升、舱外自主应急返回验证等任务,全过程顺利圆满,检验了航天员与小机械臂协同工作的能力,验证了问天实验舱气闸舱和出舱活动相关支持设备的功能性能。

神舟十四号航天员首次太空行走,有这些高科技支撑

航天员出舱活动又被称为太空行走,是载人航天的关键技术之一。别看舱内外只是一门之隔,“出门”的背后,却有着相关技术、工艺以及科学训练手段等的重重保障。

·气闸舱是航天员进出的主要通道

要往返于正常大气压的空间站与真空环境的太空,需要有一个“中间地带”,而气闸舱就是航天员出舱、返回的“中间地带”。

我国空间站共设计有3个气闸舱。中国空间站的前4次出舱活动都是在天和核心舱开展的,其出舱口为“节点舱”。节点舱兼具航天器对接与停泊,以及航天员出舱等多项功能,但并不是中国空间站的主份人员气闸舱。问天实验舱的气闸舱才是航天员的主要出舱通道。

问天实验舱气闸舱配备了全套舱外航天服等出舱支持设备,出舱活动任务期间可支持航天员的舱载供氧、制冷和出舱过闸等。平时,气闸舱还能支持舱外航天服贮存、在轨检测、航天员训练等。

·首开大门,舱门更大

本次任务,航天员首次从问天实验舱气闸舱“出门”,这个“大门”由航天科技集团五院空间站结构与机构团队抓总研制,舱门口径达到了1米,让航天员在身着舱外航天服的情况下,能够更从容地携带设备“走出家门、遨游太空”。

此次出舱的舱门作为航天器机构中的复杂产品,涵盖密封、传动、锁紧、导向、润滑、人机工效等学科。舱门设计团队将这些复杂的功能落实到产品的操作细节中,航天员出舱前,只需使用舱门门体上配套的操作手柄旋转解锁,使用助力机构消除残压,拉动舱门把手即可完成打开舱门的动作。

△出舱装备齐全

·安全绳更长

在顺利出舱之后,一条连接航天员与空间站的“生命线”始终护卫左右,这就是由航天科技集团五院厂研制的可伸缩安全系绳机构。

出舱过程中,这种可伸缩安全绳能保证航天员与空间站舱体间超过10米的安全连接,又不会对航天服产生勾挂或干涉航天员的运动,还要经受住太空中近℃大温差、空间辐照、空间粒子等恶劣环境的考验。

·舱外航天服可媲美小型飞行器

推开舱门进入太空,舱外航天服便成为航天员赖以生存的生命保障。

新一代“飞天”舱外航天服高约2米,在地面重约公斤,全套装配下来需要近4个月时间。

航天服内有多层设计:航天服的最里层是衬里和尿收集装置;衬里外是用于散热的液冷通风层,将水作为冷却液来冷却航天员身体散发的热量;液冷通风层外是用于产生一定压力的加压气密层;再外一层则是限制加压气密层向外膨胀的限制层;限制层外是对付舱外大温差变化的隔热层;最外面则是保护层,由多种纤维复合而成。

舱外航天服的软结构包括上下肢和手套,从里到外是舒适层、备气密层、主气密层、限制层和热防护层等,既能抵抗太空风险,又能保障穿着舒适、行动灵活。

舱外航天服躯干部分为金属结构,像一副铠甲,背后挂有保障生命的通风供氧装置。

按照设计标准,“飞天”舱外航天服要保证在轨工作使用3年、保证航天员15次出舱活动。根据计算,其能保证8小时以上的出舱活动。

此次出舱任务中,仪表与照明分系统为航天员带来了新的“黑科技”:云台照明灯。随问天实验舱发射的云台照明灯具备全覆盖角度转动,会为此次出舱任务点亮舱外环境,成为航天员舱外行走的“灯塔”。

·航天员要经历“魔鬼训练”

记者从中国载人航天工程办公室了解到,每位航天员在进入太空执行出舱任务前,都要在地面经历“魔鬼训练”,在天上做的每一个动作,都要在地面反复模拟。

出舱活动技术训练包括出舱活动基础理论、专业理论、操作技能、出舱程序以及出舱任务等类别,每一类由不同的训练科目组成。除了理论学习外,还需用到多种装备进行模拟训练。

除了各类针对性的专项训练,航天员还需进一步进行身体力量训练,尤其是上肢力量训练和核心力量训练,以满足舱外作业中攀爬、安装设备等动作的力量要求。据科学测算,中国航天员的上肢力量数据不亚于皮划艇、体操等专业运动员。

在太空看星星有啥不一样

中国科学院国家天文台研究员平劲松指出,太空中没有大气散射,太阳光沿直线传播,所以太空不会整个被照亮。在黑暗的太空中,航天员可以看到满天繁星。

“航天员在太空中看到的星星,和我们在地球上看到的确实不一样。”杨宇光说,地球上有大气、人造光源等因素的遮挡或干扰,使得星光更弱,还会“一闪一闪”,肉眼可见的星星数量也更少。太空中,由于没有大气阻隔或遮挡,航天员观赏到的星星有3个特点:闪烁少、更清晰明亮、数量更多。



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