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神七航天员出舱行走需要开关好两道舱门

http://www.sina.com.cn  2008年09月27日18:04  中国新闻网

  道道“安全”护平安

  “神七”发射是第三次载人航天飞行,同前两次一样,确保航天员生命安全是重中之重。飞船设计师们把“安全设计”视为第一准则,哪怕是个细微之处,哪怕是几经验证过的技术,他们还是追求万无一失。采访时,记者捕捉到几个鲜活的事例。

  “生死之门”。不论是航天员出舱进行太空行走,还是返回轨道舱,关好舱门非常重要,因而飞船舱门被设计师们称为“生死之门”。航天英雄杨利伟首次上太空时,不存在开关舱门的问题,费俊龙和聂海胜再次进入太空,在轨道舱和返回舱中活动,仅仅需要打开一个舱门。而“神七”的任务涉及航天员出舱行走,在执行任务过程中,需要开关好两道舱门。亲身经历过太空飞行的航天员深有体会,开关好舱门,看似简单,实际要完成多项步骤。毫无疑问,“神七”上的航天员开关舱门时,要完成开保险锁、开关转动手柄、拉开舱门、给舱门套上保护罩等一套规定动作。

  飞船结构与机构分系统副主任设计师游巍说:考虑到航天员身着出舱航天服,充压后服装体积会增大,因此把“神七”的舱门通径变大了,由“神六”时的750毫米加大到850毫米。在沿用了“神六”舱门的工作原理和设计形式等成熟技术的基础上,还进行了十多个项目的改进设计,特别是在主传动链设计上,只要有一个尺寸变动,整个舱门设计尺寸都要随之变动,为此设计出了80多张图。

  舱门打得开、关得上、密封可靠成为三个非常重要的环节。太空环境又直接影响到开关舱门,特别是在真空、高低温、失重等太空环境下,将舱门打开,并不是像地面开关门那么轻而易举。而且舱门若不能保证密封,轨道舱内就无法复压,意味着2名航天员将无法脱掉舱外航天服,不能回到返回舱。

  要百分之百地保证舱门打得开、关得上、密封可靠,必须在地面做真空和高低温环境下的试验验证。2004年,设计人员特意研制了真空热环境舱门开关装置。游巍描述说:舱门专用的“真空罐”里,设置了开关舱门的机构,像个机械手在模拟航天员的操作。设计人员为了获得舱门在更为恶劣的太空环境中的数据,在真空环境中,还把温度拉偏到零下45度和零上45度。科研人员通过计算机操作,获得了试验验证数据。自2005年起,对生产出的舱门和开关机构进行了大大小小的各种试验达数十次。低温环境对舱门开关影响最大,设计人员进一步对舱门进行可靠性试验,在零下20度的低温环境下打开舱门的动作反复做了数百次,获得了可靠的数据。

  气瓶穿“衣”。“神七”发射升空后,将在341公里的高度绕轨道漫游,那么也就是在这个轨道高度,出舱的航天员要进行30分钟的太空行走。同时飞船还将携带的一颗小卫星放飞太空,上演一部人、星、船曼舞太空的大戏。根据此次的任务要求,设计师们对飞船外观作了不少新的改进。取消了以往飞船上的留轨功能和附加段,还取消了飞船上的一对太阳帆板等。通俗地说,过去看到飞船上的四只翅膀,在“神七”上只有两只了。同时增加了舱外摄像机、照明灯、舱外扶手、复压气瓶,还有各种阀门和管路系统等。

  为确保释放小卫星时更加安全,飞船研制人员“奇思妙想”,特意为安装在轨道舱外的5个复压气瓶穿上了“防护衣”。被释放的小卫星位于轨道舱前端,离5个复压气瓶近在咫尺,如果释放小卫星时爆炸螺栓产生碎片,就会像子弹一样打到气瓶身上,一旦气体泄漏,后果不堪设想。为了航天员的安全,为了“神七”的万无一失和载誉而归,研制人员慎之又慎,把“安全”做到了极致。

  该院下属的北京空间机电研究所在上世纪90年代初,利用航天技术研制出了国内第一件软质防弹衣。该所凭借过硬的产品质量和良好的营销服务屡获殊荣,“奇盾牌”系列防护产品就是其中的佼佼者。当接到院里总体设计人员提出的为“神舟七号”舱外气瓶量身订制保护罩的任务时,研制人员既感到欣喜,又非常有压力。

  面对五个圆圆的气瓶,选用何种材料,采用何种形式,安全性能如何保证等一系列的问题,开始在研制人员脑海里打转。首先选择最佳材料。尽管多年来,研制人员一直密切跟踪世界先进防弹材料的研制,并与多个厂家建立了长期合作关系,但“神舟七号”任务重大,为此,研制人员初步选定了五种防护材料。为更好地检验材料在真空环境下的技术性能,带着这些备选的材料,研制人员专程到外地有关研究单位进行真空可凝挥发、真空质损等多种试验。经过对试验结果的反复比对,研制人员优中选优,最终确定了保护罩的材料。

  以前设计制作的防弹衣是给人穿的,做生物损伤试验时也给动物穿过,但给球状物体设计衣服还是头一回。研制人员拿出几套设计方案,最终瓜瓣型设计方案获得大家一致认可。为了保证防护衣与气瓶配合“默契”,研制人员从打样、修改到试穿,反反复复,不厌其烦。样衣做出来了,安全性能格外引人关注,为此,研制人员多次进行实弹打靶,现场分析,获得了可靠数据。

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