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神九與天宮對接密封圈能保證零下100度嚴絲合縫

發佈時間:2012年06月18日 07:13 | 進入復興論壇 | 來源:北京晨報 | 手機看視頻


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  在經歷了將近九個月的相思之苦後,天宮一號今天終於即將在太空和神舟九號飛船“相見”、“相吻”。神舟九號飛船在發射升空之後,經過了昨天一天的飛行,一切安好。經過不斷變軌、悉心調整狀態,步步追趕天宮,都是為了準備在今天正式和天宮一號進行自動交會對接。這也是此次任務中的第一次交會對接。在飛行第六天左右,還將進行手控交會對接。

  “穿越”通道多次試驗

  據介紹,神九和天宮一號的自動交會對接是指飛船先是進入了自主控制階段,也就是由飛船按照自己敏感器測量和天宮一號目標飛行器的相對距離、相對位置進行自主控制,通過控制自己的發動機將飛船逐漸導引接近目標飛行器,然後直至飛船前面的對接機構和目標飛行器的對接機構相互接觸、捕獲,最後通過鎖緊再形成組合體。

  神九和天宮一號在今天成功完成交會對接後,三名航天員接下來要完成的一個重要動作就是“穿越”,打開艙門和穿艙之後,從神舟九號進入天宮一號,首次進入在軌運行的目標飛行器。

  據了解,科研人員綜合設計了一個直徑達80厘米的圓形通道,供航天員在太空中通過這一通道進入天宮一號。為了確保航天員順利進入天宮一號,設計師在地面進行了各類模擬試驗,其中一項就是請一位身高1.8米、體重165斤的飛船工程師,多次進行現場穿越試驗,一次次驗證通道的科學合理性。

  為了完成這項“穿越”,航天員在地面也進行了大量的模擬試驗。據中國航天員科研訓練中心模擬器研究室主任晁建剛介紹,航天員進行穿越訓練的目標飛行器組合體訓練模擬器是所有模擬中佔地面積最大的一個,從外形看,長約20米,寬約7米,其左部是一個直徑較小且比較短的圓柱體,模擬軌道艙狀態,右部是一個直徑較大且比較長的圓柱體,模擬天宮一號實驗艙狀態。

  晁建剛介紹説,在目標飛行器組合體訓練模擬器裏,航天員可以完成從對接成功到進入天宮一號工作和生活的全部過程訓練,包括開閉艙門、穿艙、飛行狀態監控以及空間實驗等。模擬器不僅能夠模擬正常飛行程序,還可以模擬各種工程預案內的故障,這項功能被稱為故障倣真,經過大量故障倣真訓練,航天員在執行任務時遇到故障,便可以迅速開始排故流程的操作。

  密封圈對接“嚴絲合縫”

  當兩個飛行器鏈結後,其密閉性如何將直接關係到航天員的生命安全。而天宮和神九交會對接機構的密封圈更是被稱為航天員的“生命之圈”。

  據介紹,普通橡膠在溫度降至-80℃以下時就會變得像玻璃一樣脆,完全喪失了彈性,同時也無法實現密封的功能,而“天宮”和“神九”交會對接機構密封圈要在-100℃以下的條件下完成對接的“嚴絲合縫”,科研技術難度之大可想而知。

  密封一旦失效,艙內與太空環境直接聯通,會使艙內氣壓降至接近真空,絕大部分儀器設備將因帶點粒子輻射完全喪失功能,同時也將危及航天員的生命。因此,密封圈是確保航天員生命安全和交會對接任務順利完成的“生命之圈”。技術人員介紹説,與以往不同的是,開展交會對接任務時,密封圈前端面直接裸露在空間環境中,因此,所承受的高真空、原子氧、紫外、高低溫交變和各種形式的輻照作用更強,並且“天宮”不再是太空的匆匆過客,而是我國航天員長期駐守的“空中家園”,惡劣環境的長期考驗會使密封材料降解甚至斷裂。

  我國的科研人員通過7年集智攻關,突破了多項技術難題,研製出全面符合各項指標要求的直徑達1.5米、採用環保特種材料製成的對接機構密封圈。這個空間密封圈中的巨無霸能夠在-110℃的條件下仍舊保持良好的柔性和彈性,還具備強大的耐真空和輻射的性能,既可以在微小的壓緊力狀態下保持良好的密封性,又具有較低的黏著力不會妨礙飛船分離。

  天宮準備好迎新“主人”

  一直在太空等待的“天宮”,此刻已做好了迎接神九的準備。據介紹,目前天宮一號正在343公里交會對接軌道上等待著神舟九號的到來。天宮一號目標飛行器已經建立了艙內的載人環境,就是天宮一號密封艙內的溫度、濕度、氧氣成分、大氣壓力等,都已滿足航天員在軌生活的要求,而且天宮一號配合交會對接的設備也都進行了在軌測試,全部正常。

  據了解,在“天宮一號”等待載人飛船交會對接的時間裏,“天宮一號”艙內的氣體成分可能會發生變化,從而不適合航天員工作生活,目前這樣的問題已經解決。“天宮一號”在適當的時候會像室內開窗換氣一樣,把艙內不合格的氣體排出去,重新充入合格的氣體。

  據工作人員介紹,完成“開窗換氣”工作依靠的是氣體凈化裝置,它可以清除一些艙內的有害氣體。事實上,這項工作在神九發射之前就已經連續工作了將近兩個月,能夠保證空氣的成分是滿足安全性要求的。如果這些設備發生故障,還準備了置換空氣的預案,就是把有害氣體都排出去,然後再通過氣瓶把空氣重新充到密封艙裏。

  目前,神九的應急預案有270種,而來自“天宮”方面的預案也有230份之多。各方面的準備都非常充分。據了解,三位航天英雄在太空中也是逐漸進入了狀態,期待著今天的首次載人交會對接。晨報記者 韓娜

  ■飛天生活

  《三國演義》評書上太空

  在三名航天員進入天宮一號後,航天員的娛樂文化生活將變得更加豐富多彩,他們可以利用天宮一號艙載的個人計算機聽相聲,看錄像。根據飛行程序安排,“神九”和“天宮”組合體飛行階段,非值班航天員每日的個人自由活動時間約為3小時左右。

  據載人航天工程航天員系統總指揮、中國航天員科研訓練中心主任陳善廣透露,在神舟九號任務中,航天員攜帶了音樂、文學書籍、圖片、視頻等四大類電子文件進入太空,其中音樂主要包括《航天員中心之歌》、《我為祖國感到驕傲》以及軍樂、輕音樂、流行歌曲、交響樂,文學書籍類主要以音頻形式攜帶,包括《岳飛傳》、《三國演義》等評書作品,圖片主要是航天員與領導、與家人、與戰友的合影,視頻主要包括航天員科研訓練中心“五星紅旗太空飄揚”、“飛天頌”等文藝演出錄像、文化知識講座、傳統相聲、小品等。

  晨報記者 韓娜

  通訊員 朱霄雄

  ■飛天鏈結

  經典鏡頭曬出來

  ●楊利偉:旗展太空

  楊利偉從航天服口袋裏取出五星紅旗和聯合國旗幟,面對飛船上的攝像機鏡頭,楊利偉鏗鏘有力地説道:“和平利用太空,為全人類造福!”

  ●費俊龍:一躍百里

  費俊龍用雙手撐住船艙地上的兩個固定物,然後突然向前,完成了中國人在太空中的第一個前滾翻!隨後,費俊龍又翻了三個筋斗。費俊龍在3分鐘裏翻了4個筋斗,一個筋斗351公里。

  ●聶海勝:生日快樂

  神舟六號第9圈飛行,兩名航天員與來到北京飛控大廳的親人開始天地通話。11歲的聶天翔為迎來41歲生日的父親唱起了生日快樂歌。

  ●翟志剛:太空漫步

  身著“飛天”服的翟志剛頭先腳後飄出飛船。太空傳來他的聲音:“我已出艙,感覺良好。神舟七號向全國人民、向全世界人民問好!”

  ●劉伯明:美麗誤會

  劉伯明在返回艙值班。他頻繁用手捂住前額的舉動引起地面人員關注,但指揮中心很快確認:劉伯明身體無恙。不停用手遮住前額,是因為他身旁舷窗投射進來的太陽光太耀眼,影響閱讀飛行手冊。

  ●景海鵬:太空攝影

  神舟七號升空後,景海鵬拿著相機到飛船的左舷窗開始了一串連拍攝。接下來,他的拍攝角度又轉移到了飛船的右窗。據新華社

熱詞:

  • 對接機構
  • 天宮
  • 交會對接
  • 密封圈
  • 壓緊力