2022年11月29日,神舟十五号飞船搭载3名航天员成功起航,这是我国空间站完成“T”字基本构型组装建造后的首次载人航天任务。神舟十五号与空间站对接之后,中国空间站将形成 “三舱三船”构型,即:天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱 “三舱”,天舟五号货运飞船、神舟十四号载人飞船、神舟十五号 载人飞船“三船”。和之前载人飞船任务不同,此次神舟十五成功发射后,实现 了“神十四”和“神十五”的“宇宙级”同框,也实现了中国航天史上首次航天员乘组在轨轮换。在这艘肩负着历史使命的飞船 上,中国航天科技集团有限公司五院510所承担了结构与机构、热控、测控、仪表与照明、环控生保等5个重要分系统中共计43台套产品。这些设备与飞船在轨正常工作及航天员的生命安全都息息相关,对神舟十五号发射任务的成功起到了重要的作用。

舱门快速检漏仪:保障“叩问无垠”的出舱之路
与空间站顺利对接后,航天员要从神舟十五号进入到空间站,其间要经历多次穿舱活动,都需要打开和关闭舱门。维持航天员 在舱内生存的气体绝对不能泄露,舱门是否密封良好具有决定性作用,因此精准快速检测舱门的密封性至关重要。舱门检漏仪的作用就是检测神舟飞船的舱门是否达到了密封状态,它通过内部的核心传感系统,感受压力和温度的变化,在很短的时间内判断舱门是否关闭完好,并向航天员提供“舱门已关好,可以脱航天服”的指令。
早期的神舟飞船是整舱加压,通过检测整舱舱压变化来判断舱门的密封性,这种方法虽准确、可靠,但缺点是耗时长。舱门快速检漏仪正是在这一背景下进行了改进,实现了对神舟飞船舱门和对接面的快速、准确检漏,填补了国内在该领域的空白。目前,舱门快速检漏仪已经成为载人航天器的“必需品”,为航天员舱内活动提供坚实的安全保障,为载人航天器保驾护航。同时,舱门快速检漏仪也已完成了产品化工作,形成了固定式和便携式,并具有丰富气路和数据接口的型谱化产品,在具有相似环境的门体或腔体的密封检测领域,具有广阔的应用前景。
舱内/外照明设备:点亮“探索星际”的神舟之行
由于神舟十五号在轨飞行时会周期性经过地球阴影区,经历长时间的黑暗,因此在与空间站“太空牵手”时的照明问题就非 常重要。航天科技集团五院510所承担的载人飞船舱内照明设备和交会对接照明设备研制任务,不仅为航天员提供了舱内工作、生活照明,也为载人飞船与空间站在阴影区的交会对接提供了摄像辅助照明。
为满足空间复杂恶劣环境要求,神舟十五号舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会对接照明设备(远距离透光照明)采用了先进的固态照明光源。这种光源的优点是耐冲击、抗振动、功耗低、稳定性高,但受限于发光材料的性能,固态照明对高温环境和低温环境都比较敏感,为此,研制团队进行了长期大量的技术攻关,最终解决了温度问题。在空间环境适应性的难题上,为降低紫外辐照、总剂量辐照、原子氧等空间特殊环境对产品寿命及可靠性的影响,研制团队先后突破了空间二次光学系统设计、在轨抗特殊空间环境设计、敏感器件抗力学环境设计等技术难题。此外,固态照明加固技术也在抗辐照方面具有明显的技术优势,因此可应用于有辐照环境的一些特殊工业照明领域中,其加固后良好的抗力学振动能力,也可以满足矿场、轮船等复杂工业环境的特殊需求,具有广阔的应用前景。
显控、语音、手控仪表:把握“远渡宇宙”的飞行方向
作为我国载人航天器仪表设备主要承制单位,航天科技集团五院510所为我国神舟系列载人飞船提供了种类丰富的舱内显控、语音、手控设备。
综合显示单元和时间单元、发声单元、手控左/右面板单元、编码指令设备等设备分别作为飞船终端显示仪表、终端语音仪表、手控终端仪表和终端控制仪表,为航天员提供飞船运行过 程中的参数显示、语音播报、运动控制指令发送。在飞船飞行期间航天员着航天服被束缚状态时,手控右舱壁单元和开关指令板为其提供必要的操控界面,并具备声、光反馈功能。
针对神舟飞船任务要求,研制团队在以上仪表产品中应用了具备高可靠性和高安全性的处理器平台,研发了多项关键技术。其中最关键的处理器抗辐照加固技术,可以确保在复杂宇宙射线
和高速粒子条件下,高速硬件系统正常的工作。该技术在有辐照环境的一些特殊工业领域中,存在非常有价值的技术应用前景。
文/广州日报·新花城记者:肖欢欢 通讯员:王倩
图/广州日报·新花城记者:肖欢欢 通讯员:王倩
广州日报·新花城编辑:蔡凌跃