6月5日，航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲搭乘神舟十四號(hào)載人飛船，順利“入住”中國(guó)空間站，開(kāi)啟他們?yōu)槠?個(gè)月的“太空出差生活”。
飛船里的航天員如何進(jìn)入空間站？作為中國(guó)空間站建造的“關(guān)節(jié)部位”，中國(guó)航天科技集團(tuán)八院研制的對(duì)接機(jī)構(gòu)為航天員“入住”空間站搭建了一條安全可靠的“生命通道”。
?？?ldquo;太空母港”
發(fā)射入軌后，神舟十四號(hào)載人飛船踏上追逐空間站的征途，并與核心艙實(shí)施自主快速?gòu)较蚪粫?huì)對(duì)接，?？吭?ldquo;太空母港”天和核心艙預(yù)留的“航天員專用通道”。
追逐、靠近、牽手、擁抱、共舞……飛船與空間站交會(huì)對(duì)接的過(guò)程堪比一場(chǎng)“太空華爾茲”。作為實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接的關(guān)鍵產(chǎn)品，對(duì)接機(jī)構(gòu)將在這一過(guò)程中完成捕獲、緩沖校正、拉近、剛性連接等一系列動(dòng)作。
隨著飛船與空間站組合體逐漸靠近，飛船上的主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)會(huì)推出對(duì)接環(huán)，在精準(zhǔn)控制下與空間站組合體上的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)瞬間捕獲。“牽手”成功后，飛船與空間站還存在著一定的姿態(tài)偏差和晃動(dòng)，此時(shí)就需要通過(guò)對(duì)接機(jī)構(gòu)內(nèi)部的各類彈簧元件、可控阻尼機(jī)構(gòu)等來(lái)實(shí)現(xiàn)能量緩沖、消耗及姿態(tài)偏差校正，確保對(duì)接過(guò)程中的巨大沖擊能量不會(huì)對(duì)飛船內(nèi)的航天員產(chǎn)生身體上的過(guò)載。
待飛船姿態(tài)穩(wěn)定后，主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)會(huì)通過(guò)收回對(duì)接環(huán)實(shí)現(xiàn)相互拉近，最終“擁抱”在一起；最后，對(duì)接機(jī)構(gòu)會(huì)通過(guò)鎖緊12把對(duì)接鎖，實(shí)現(xiàn)飛船與空間站的密封與剛性連接，建立起一個(gè)安全可靠的對(duì)接通道。這時(shí)候，航天員就可以依次“下船”，前往空間站。
直徑80公分的“太空門廊”
從飛船進(jìn)入空間站，并非像我們走進(jìn)家門一樣簡(jiǎn)單容易。穩(wěn)穩(wěn)停靠空間站后，航天員首先要打開(kāi)神舟十四號(hào)飛船返回艙的艙門，來(lái)到飛船軌道艙艙門前。
此時(shí)，軌道艙的前端主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)和核心艙的被動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)之間，已經(jīng)形成一條直徑80公分、長(zhǎng)約1米的通道，這是航天員進(jìn)入空間站的“門廊”。在這里，航天員可以有足夠的空間取出“鑰匙”，打開(kāi)通往核心艙的雙重保險(xiǎn)門。
這條直徑達(dá)80公分的圓形通道，相當(dāng)于正常房間門的寬度。設(shè)計(jì)師們?cè)诘孛孢M(jìn)行了各類模擬實(shí)驗(yàn)，其中一項(xiàng)就是按照航天員體型最大包絡(luò)，請(qǐng)一位身高1.8米、體重80多公斤的設(shè)計(jì)師進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)穿越人機(jī)工效評(píng)價(jià)，確保航天員“通行感覺(jué)良好”。
密不透風(fēng)的“生命通道”
對(duì)接通道打開(kāi)后，航天員相當(dāng)于進(jìn)入一個(gè)大密封艙，為了保證航天員的艙內(nèi)安全，密封艙的密封性至關(guān)重要。如何保證100%密封，對(duì)接機(jī)構(gòu)框面的密封圈成為其中關(guān)鍵點(diǎn)。
據(jù)中國(guó)航天科技集團(tuán)八院805所設(shè)計(jì)師介紹，神舟飛船的密封圈采用雙圈設(shè)計(jì)，安裝在主動(dòng)對(duì)接機(jī)構(gòu)對(duì)接面的T型凹槽里，使密封性能得到雙重保護(hù)。設(shè)計(jì)師對(duì)密封圈材料也進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)6年的攻關(guān)，解決普通材料在低溫環(huán)境中的“脆變”特性以及長(zhǎng)期工作后材料老化等問(wèn)題，最終為航天員打造一條密不透風(fēng)的“生命通道”。(完)
