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載人航天新階段 神舟飛天再建功 研究所保成功
來源： 時間：2022-06-05 點擊數：
2022年6月5日，神舟十四號飛船搭載3名航天員在酒泉衛星發射基地成功起航，這也標志著我國的空間站建設從關鍵技術驗證階段順利轉入在軌建造階段。其核心工作就是迎接“問天”和“夢天”兩個實驗艙的對接任務，從而全面完成空間站的“T字型”布局。 這艘肩負著歷史使命的飛船上，凝聚著來自研究所科研人員辛勤的汗水和智慧的結晶。在神舟十四號飛船中，研究所承擔了結構與機構、熱控、測控、儀表與照明、環控生保等5個重要分系統中共計43臺套產品。這些設備與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全都息息相關。
艙門快速檢漏儀保障出艙安全 在空間站任務中，航天員要從神舟十四號飛船進入到空間站，期間要經歷多次穿艙活動，都需要打開和關閉艙門。維持航天員在艙內生存的氣體絕對不能泄露，艙門是否密封良好具有決定性作用，因此精準快速檢測艙門的密封性至關重要。艙門檢漏儀的作用就是檢測神舟飛船的艙門是否達到了密封狀態，它通過內部的核心傳感系統，感受壓力和溫度的變化，在很短的時間內判斷艙門是否關閉完好，并向航天員提供“艙門已關好，可以脫航天服”的指令。
早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準確、可靠，但缺點是耗時長。研究所研發的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下進行改進的，實現了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準確檢漏，填補了國內在該領域的空白。目前，艙門快速檢漏儀已經成為載人航天器的“必需品”，為航天員艙內活動提供堅實的安全保障，為載人航天器保駕護航。
艙內/外照明點亮神舟之路 神舟十四號載人飛船將會與空間站實施交會對接，航天員進入空間站生活和工作。由于空間站在軌飛行會周期性經過地球陰影區，經歷很長時間的黑暗，因此在交會對接中照明問題就非常重要。研究所承擔了載人飛船艙內照明設備和交會對接照明設備研制任務，不僅為航天員提供了艙內工作、生活照明，也為載人飛船與空間站在陰影區的交會對接提供了攝像輔助照明。
為了滿足空間復雜惡劣環境要求，神舟十四號飛船艙內照明設備（近距離泛光照明）和交會對接照明設備（遠距離透光照明）采用了先進的固態照明光源。這種光源的優點是耐沖擊、抗振動、功耗低、穩定性高，但受限于發光材料的性能，固態照明對高溫環境和低溫環境都比較敏感，為此，研究所研制團隊進行了長期大量的技術攻關，最終解決了溫度問題。在空間環境適應性的難題上，為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環境對產品壽命及可靠性的影響，研制團隊先后突破了空間二次光學系統設計、在軌抗特殊空間環境設計、敏感器件抗力學環境設計等技術難題。載人飛船進入地球陰影區時，航天員在艙內仍可以正確判讀儀表數據、手動開關指令，為交會對接的成功更添一份保障。
用顯控、語音、手控儀表操控飛船 研究所作為我國載人航天器儀表設備主要承制單位，為我國神舟系列載人飛船提供了種類豐富的艙內顯控、語音、手控設備。綜合顯示單元和時間單元作為飛船終端顯示儀表，為航天員提供飛船運行過程中各分系統參數數據、事件、AD采集數據、時間信息等內容的顯示，并配備緊急事件燈窗進行輔助顯示。發聲單元作為飛船終端語音儀表，為航天員提供飛船運行過程中重要事件和飛行計劃的提示以及各類報警信息的語音播報。手控左/右面板單元作為飛船手控終端儀表，為航天員提供飛行期間的專用控制面板，支持手動運動控制指令的發送。編碼指令設備作為飛船終端控制儀表，為航天員提供必要的操縱、控制飛船的人機界面，支持手控指令集控制數據的輸入。手控右艙壁單元和開關指令板在飛船飛行期間航天員著航天服被束縛狀態時，為其提供必要的操控界面，并具備聲、光反饋功能。
定位搜救飛船返回艙 神舟飛船在執行與空間站交會對接任務后，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”，如何能夠快速而準確的找到返回艙，直接決定著整個任務的成敗和航天員的生命安全，這就用到了研究所研制的國際救援示位標和微波重力水平開關等產品。
國際救援示位標集定位信息獲取、數據處理、編碼調制發射于一體，具有高定位準確性，可實現緊急狀態下救援的可靠性和實效性。返回艙落地后，國際救援示位標會發射無線電信標信號，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。這種信標信號符合國際通用標準，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛星搜救系統所識別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。 研究所自主研制的微波重力水平開關從神舟七號飛船開始，就成功應用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號任務中。返回艙的通信天線有兩路，由于艙體落地后的姿態是不確定的，為保證通信質量，需要自動接通相對水平面較高的一路天線，同時斷開另外一路。比起神舟系列飛船早期使用的、有可能污染飛船并危害航天員健康的進口單刀雙擲汞開關，微波重力水平開關采用的是更為先進可靠的電控技術，通過測量天線敏感軸的重力分量，來表征天線敏感軸與水平面的夾角，實現自動切換通信天線方向，技術指標和安全性、可靠性均優于進口的汞開關。
儀表板減振器保障儀表設備穩定可靠 儀表板作為飛船儀表設備的承重部件，它的整體框架式構型就如同一個“家”一樣，不僅為儀表顯示設備和主要手控設備這些“兄弟姐妹”提供獨立的“私密空間”，而且為它們提供了準確可靠的安裝接口。這個“家”通過四個金屬橡膠減振器實現與飛船艙壁的可靠聯接，四個金屬橡膠減振器就像四個“忠誠的軟甲衛士”，結構上既有金屬的固有特性，又有橡膠的彈性。在飛船發射、飛行和返回過程中遇到巨大的振動、沖擊等情況時，能夠為飛船上的儀器設備提供必要的力學工作環境，例如在發射、返回過程中保證設備生存，在飛行過程中改善儀表板上設備的力學工作環境。
操縱棒是航天員手臂的延長器 在飛船發射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對儀表板上各設備的操作，為解決這一難題，操縱棒應運而生。 操縱棒把手是根據航天員手掌正常抓握狀態進行賦型設計的，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒桿體設計為可無極伸縮式，航天員可以根據現場條件在一定范圍內任意調整操縱棒的長度。同時桿體采用高強度碳纖維材料，比強度高，手感舒適，外觀光澤，極具美感。
儀表照明分系統軟件產品 儀表照明分系統的綜合顯示單元人機交互設備和發聲單元的配套軟件，通過內總線接收并顯示飛船的重要事件信息，向航天員通報順序飛行事件、緊急事件、進出站事件等顯示信息和語音提示，并對特別重要的警示信息進行多重語音提示或突出顯示，以確保航天員在軌期間能快速掌握返回艙內外信息。 儀表照明分系統的手控左面板單元、手控右面板單元、編碼指令版、手控右艙壁等設備配套的軟件產品向航天員提供必要的操作及控制飛船的相關顯示界面，能夠高可靠、高實時的刷新顯示重要參數，實時響應航天員的在軌操作指令，并對異常狀態進行有效提示。 儀表與照明分系統的軟件產品具備極強的實時性和極高的可靠性，以保證各類故障能夠被及時發現并得到妥善處理，對故障狀態既不漏報、也不錯報，以滿足航天員在軌執行任務期間的各類使用場景，為航天員提供全方位保障，確保航天員順利執行在軌操作，完成在軌任務。
神舟十四號載人飛船發射成功后，搭載的航天員將在軌駐留六個月左右，會首次迎來在軌乘組輪換，實現不間斷有人駐留。神舟十四號要配合地面完成三艙組合體、大小機械臂等測試工作；將首次利用氣閘艙實施出艙活動；完成問天、夢天實驗艙多個機柜的解鎖、安裝等工作。 在后續載人航天任務中，研究所人也將繼續不辱使命、拼搏向前，為實現航天強國夢貢獻自己的智慧力量。 |
