法制晚報(bào)訊（記者 李文姬）  載人飛船由火箭護(hù)送進(jìn)入預(yù)定軌道后，就獨(dú)自開(kāi)始了在宇宙空間的飛行旅程。在航天英雄楊利偉眼中，太空中群星璀璨、浩渺無(wú)垠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)地能看到一顆藍(lán)色寶石般的地球，非常壯觀、美麗。但說(shuō)到具體的環(huán)境參數(shù)，軌道空間可就不那么舒服了。

    那里空氣非常稀薄，接近真空，而且近似于一個(gè)溫度低至-269℃的超大黑腔，太陽(yáng)、行星等分散其中。載人飛船運(yùn)行在距離地球表面約400公里高度的軌道上，在那里會(huì)受到太陽(yáng)的輻射、地球大氣的輻射和反照，還會(huì)受到許多游離在空間的高能粒子的影響。在這樣的環(huán)境中，飛船應(yīng)該怎樣更好的保護(hù)自己呢？

    據(jù)《法制晚報(bào)》記者了解，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院作為神舟十一號(hào)載人飛船的抓總研制單位，承擔(dān)了系統(tǒng)設(shè)計(jì)、總裝、測(cè)試、大型試驗(yàn)等工作。據(jù)該單位相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，神舟十一號(hào)載人飛船使用了多項(xiàng)國(guó)產(chǎn)技術(shù)，充分保證了航天員在太空中工作、生活的安全。法晚記者注意到在飛船和天宮二號(hào)上至少有8種秘密武器，以保障航天員安全。

    1  不怕高溫的神奇“外衣”

    為了保證飛船在太空環(huán)境里更好地保護(hù)自己，中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院總體部熱控分系統(tǒng)為飛船設(shè)計(jì)了神奇的“外衣”，就像人類(lèi)的衣服一樣，天冷時(shí)能保暖，太陽(yáng)照射時(shí)能防曬，同時(shí)衣服還能夠隔離灰塵、霧霾等有害因素對(duì)皮膚的傷害。載人飛船的外衣需要結(jié)合飛船的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及各個(gè)艙體的功能特點(diǎn)進(jìn)行“量體剪裁”。

    據(jù)《法制晚報(bào)》(微信ID：fzwb_52165216)記者了解，載人飛船軌道艙是航天員生活和工作的主要空間，由于安裝在軌道艙內(nèi)的設(shè)備發(fā)熱量不大，所以設(shè)計(jì)人員為軌道艙設(shè)計(jì)了一套由多層隔熱材料組件構(gòu)成的外衣，厚度約為2厘米。在多層隔熱組件的外表面，還有一層華麗的復(fù)合膜，它的功能是提高飛船對(duì)軌道原子氧等粒子的防護(hù)能力。

    返回艙承擔(dān)著將航天員安全帶回地面的重要使命，需要耐受返回過(guò)程中穿越地球大氣層時(shí)的高溫?zé)g環(huán)境，所以返回艙外衣的里層是厚厚的劃分成網(wǎng)格狀的防燒蝕材料，在外表面再?lài)娡刻厥庠O(shè)計(jì)的有機(jī)熱控涂層，不僅提高外熱流吸收能力,還能降低紅外輻射能力，為保證在軌期間的返回艙溫度提供有力支持。

    由于主動(dòng)流體回路的散熱輻射器安裝在推進(jìn)艙，因此艙體對(duì)散熱的要求很高。為此，推進(jìn)艙的艙體結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)了一圈淺綠色的有機(jī)涂層散熱面；其次，艙體上安裝的輻射器外表面選用了純白色的熱控涂層，這身清爽的“散熱衣”，能極大地提高輻射散熱能力。

    2  天基測(cè)控搭建太空“天路”

    神舟十一號(hào)飛船成功發(fā)射后，要確保與地面通信的實(shí)時(shí)暢通，就必須依靠中繼終端。通過(guò)與中繼衛(wèi)星天鏈一號(hào)實(shí)現(xiàn)“太空握手”，中繼終端成為天基測(cè)控的重要終端。中繼終端的應(yīng)用，使我國(guó)的天基測(cè)控通信得以成為現(xiàn)實(shí)，從而在太空中搭建了地面與衛(wèi)星、衛(wèi)星與飛船之間的“天路”。

    當(dāng)神舟十一號(hào)飛船進(jìn)入預(yù)定飛行軌道時(shí)，中繼終端將計(jì)算出中繼終端天線(xiàn)的指向數(shù)據(jù)。之后，中繼終端中的轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備將天線(xiàn)指向中繼衛(wèi)星天鏈一號(hào)，這樣就完成了中繼終端對(duì)天鏈一號(hào)的捕獲跟蹤，并向中繼衛(wèi)星發(fā)送數(shù)據(jù)，從而建立了從神舟十一號(hào)飛船到中繼衛(wèi)星再到地面站的數(shù)據(jù)傳輸鏈路。在交會(huì)對(duì)接過(guò)程中，通過(guò)中繼終端所搭建的天基測(cè)控通信系統(tǒng)，可以對(duì)天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)同時(shí)測(cè)控、同時(shí)進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸，所建立的星間鏈路可以實(shí)時(shí)向地面?zhèn)鬏斀粫?huì)對(duì)接畫(huà)面。

    在中繼終端及中繼衛(wèi)星投入使用之前，主要是通過(guò)地面測(cè)控站和海上測(cè)控站來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的跟蹤和測(cè)控，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)飛船的實(shí)時(shí)跟蹤測(cè)控。通過(guò)中繼終端建立的天基測(cè)控通信系統(tǒng)建立之后，將對(duì)神舟飛船的測(cè)控覆蓋率提高了70%以上。

    中繼終端所使用的天鏈一號(hào)衛(wèi)星，可以形象地視為把地面測(cè)控站搬到了離地球3.6萬(wàn)公里外的太空同步軌道，進(jìn)而形成了天基測(cè)控。

    3  快速檢漏的“小門(mén)神”

    在執(zhí)行載人航天任務(wù)過(guò)程中，航天員要經(jīng)歷多次穿艙活動(dòng)，因此精準(zhǔn)快速檢測(cè)艙門(mén)的密封性至關(guān)重要。

    早期的飛船采用整艙加壓，通過(guò)監(jiān)測(cè)艙壓的變化來(lái)檢測(cè)艙門(mén)的密封性，這種方法準(zhǔn)確、可靠，但耗時(shí)較長(zhǎng)，對(duì)于早期無(wú)人飛船任務(wù)影響不大，然而對(duì)于載人飛船分秒必爭(zhēng)的航天員空間實(shí)驗(yàn)任務(wù)影響較大。

    艙門(mén)快速檢漏儀實(shí)現(xiàn)了對(duì)艙門(mén)和對(duì)接面的快速、準(zhǔn)確檢漏，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。艙門(mén)在關(guān)閉后，門(mén)體上的兩道密封圈與門(mén)框之間會(huì)形成一個(gè)小空間。檢漏儀向小空間內(nèi)充入一定量的檢測(cè)氣體，通過(guò)監(jiān)測(cè)小空間內(nèi)壓力的變化來(lái)判斷艙門(mén)的密封情況。如果發(fā)生泄漏，艙門(mén)快速檢漏儀會(huì)立刻發(fā)出報(bào)警指示。形象一點(diǎn)的講，它就像個(gè)衛(wèi)士一樣告知“家”的主人航天員，“門(mén)沒(méi)有關(guān)好，存在危險(xiǎn)，您暫時(shí)不能入住。”航天員對(duì)艙門(mén)進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)再次檢漏合格后，才能順利入住艙內(nèi)。

    目前，艙門(mén)快速檢漏儀已成為載人航天飛行器的“標(biāo)配”設(shè)備，可稱(chēng)得上是載人飛船的“小門(mén)神”。

    4  “天宮”密封件壽命達(dá)30年

    “天宮二號(hào)”作為中國(guó)第一個(gè)真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室，對(duì)飛船密封件安全性、穩(wěn)定性的要求更高。航天員將在“天宮二號(hào)”中開(kāi)展人在太空中期駐留實(shí)驗(yàn)，必須保證艙內(nèi)壓力、溫度、濕度、氣體成分等航天員生存條件。其密封件除要求密封性能安全可靠外，還要求材料安全無(wú)毒，能經(jīng)受住-70℃到200℃高低溫交變、高真空、強(qiáng)紫外輻射、帶電粒子輻照和原子氧侵蝕等各種復(fù)雜環(huán)境的長(zhǎng)期考驗(yàn)，不產(chǎn)生降解、老化和龜裂，可安全使用30年。

    針對(duì)“苛刻”的任務(wù)特點(diǎn)，研制人員在原有成熟技術(shù)的基礎(chǔ)上集智攻關(guān)，先后克服了原材料選材、工藝成型等眾多難關(guān)，研制出完全國(guó)產(chǎn)、無(wú)毒無(wú)害的原材料，解決了各試件的模具成型的難題。因?yàn)槊芊獠牧系囊?guī)格多樣、形狀各異，大的直徑長(zhǎng)達(dá)一米多，小的只有十幾毫米，研制人員專(zhuān)門(mén)為其量身制作了一套模具，尺寸精度差不超過(guò)0.01毫米，確保了產(chǎn)品的性能和精度。各類(lèi)模擬環(huán)境試驗(yàn)表明：該密封材料達(dá)到國(guó)際同類(lèi)產(chǎn)品水平，壽命大于30年，各項(xiàng)性能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

    5   76臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)全程護(hù)航

    載人航天用的發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)論是推力75噸級(jí)的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，還是飛船上實(shí)施姿態(tài)控制用的幾公斤推力的小姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，從一個(gè)零部組件到一條焊縫，都必須做到萬(wàn)無(wú)一失。

    此次“神十一”載人飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)施交會(huì)對(duì)接后，兩名宇航員要在太空中駐留長(zhǎng)達(dá)一個(gè)月的時(shí)間，航天科技集團(tuán)六院研制的飛船上的48臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)和空間實(shí)驗(yàn)室中的28臺(tái)姿控發(fā)動(dòng)機(jī)，擔(dān)負(fù)著全程保駕護(hù)航的職責(zé)。

    在“神十一”載人飛船2500N發(fā)動(dòng)機(jī)研制中，推力室頭部噴注器需要微小孔加工，密密麻麻上百個(gè)小孔細(xì)如發(fā)絲，而且撞擊精度、角度、距離、孔徑要求極為嚴(yán)苛。為了確保精度，六院改進(jìn)工藝方法，采用高速數(shù)控工藝加工微小孔，效率提高了4倍以上，精度提高了3倍。

    6  太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化

    神舟飛船正常入軌，太陽(yáng)翼帆板順利展開(kāi)，這意味著飛船的首個(gè)國(guó)產(chǎn)太陽(yáng)翼結(jié)構(gòu)首次經(jīng)過(guò)在軌驗(yàn)證。該結(jié)構(gòu)由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司五院508所負(fù)責(zé)研制。

    此次，神舟十一號(hào)飛船太陽(yáng)翼連接架百分之百?lài)?guó)產(chǎn)化，基板除聚酰亞胺薄膜外全部國(guó)產(chǎn)化。

    2014年4月，神舟十一號(hào)飛船原設(shè)計(jì)方案面臨進(jìn)口碳纖維等原材料受限問(wèn)題，研發(fā)人員開(kāi)展了大量工藝試驗(yàn)和仿真計(jì)算，驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)化替代方案的可行性。

    在研制過(guò)程中，針對(duì)國(guó)產(chǎn)碳纖維工藝性較差、易損傷的特點(diǎn)，不斷優(yōu)化工藝參數(shù)、改進(jìn)操作方法，確立了適用于國(guó)產(chǎn)碳纖維的一整套工藝方案，研制出的碳纖維零件的外觀質(zhì)量、外形尺寸、內(nèi)部質(zhì)量和力學(xué)性能等均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求。

    7  在軌自主應(yīng)急返回救生

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