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“湖北造”助力神舟十九载人航天 太空也“荆”彩

“湖北造”助力神舟十九载人航天 太空也“荆”彩

发布时间:2024-10-31 09:23 |  来源:荆楚网

凌晨4时的西北大漠,墨色罩大地,苍茫寂静寒。

大漠深处的酒泉卫星发射中心载人航天发射场,却是灯火通明,正静静地等待着又一次举世瞩目的飞行——

10月30日4时27分,搭载着神舟十九号载人飞船的长征二号F遥十九运载火箭点火发射,将3名航天员送入太空。

25年前,我国第一艘神舟飞船从这里升空,在太空遨游一天顺利返回,成功实现天地往返的重大突破;25年后,神舟十九号载人飞船又从这里奔赴中国空间站,“70后”“80后”“90后”航天员齐聚“天宫”,实现中国人在太空的第5次“会师”。

从舱外航天服密封件周“密”呵护航天员出舱,到失重防护、应急救援系统守护航天员生命安全,再到MapGIS搜救系统让飞船能安全“回家”……神舟十九号载人飞行任务里,湖北力量一直在闪耀。

2025年,中国载人航天工程计划实施神舟二十号、神舟二十一号、天舟九号3次飞行任务。

长征十号运载火箭、梦舟载人飞船、揽月月面着陆器、登月航天服、载人月球车……锚定2030年前实现中国人登陆月球的目标,各项研制建设工作正在全面推进。

我们的目标是星辰大海,从未止步。

中国载人航天,永远值得期待。

“生命盔甲”护航太空行走

湖北日报全媒记者 许旷 通讯员 席玲

在空间站工作生活期间,神舟十九号3名航天员将进行多次出舱活动。

舱外航天服是航天员太空行走的“生命盔甲”。舱外航天服主气密层、手套橡胶件的连接处密封件,均由航天科技四院42所研制。

“如今,航天员出舱工作更加频繁,航天服密封材料经受多次考验,要求更高。”舱外航天服气密手套项目负责人王凡说。

据了解,我国第一代航天服,由于气密层形状复杂,许多工序为手工操作,过程烦琐,质量存在瑕疵。2014年,航天员中心提出主气密层整体成型产品研究课题。

“一件舱外航天服,包含几十种形态各异的密封件,这些密封件,必须耐受空间环境,既要严丝合缝,又要关节灵活自如。”王凡介绍,主气密层是舱外航天服的核心部件,是保证航天员安全出舱活动的重要防护装备。

这些气密层产品结构复杂,壁薄、曲面、有大波纹,而且尺寸精度高、成型难度大,研制难度可想而知。

王凡介绍,团队研制的整体模压成型技术,攻克材料模压起泡、制品合模线开裂、尺寸均匀性差等多个难题,使航天服一次成型,没有缝合线,不会造成泄漏风险。产品成功经受地面8万次的疲劳试验,并通过低压(真空)、高低温、失重等环境试验,实现我国舱外服主气密层由跟踪模仿向自主创新的转变。

今年初,飞船总体单位提出舱外航天服手套指套、隔热垫等组件新要求。

“掌指气密手套是舱外服手套的核心部件,为航天员提供手部的操作活动能力和必要的防护性能,其性能好坏直接关系航天员出舱生命安全。”王凡说,用于操作的舱外服“手套”特别小,工艺难以控制,课题组首次将机械手引入到国内舱外服手套的研制生产中。

系列密封件产品最大的直径接近3米,周长9米,误差不能超过0.01毫米,相当于一根头发丝直径的1/5,具有高强度、高抗撕、耐高低温交变等性能,空间环境适应性良好,在轨使用寿命预计可达25年以上。

从神舟一号到神舟十九号,航天科技四院42所已经为飞船总体单位提供数万件密封产品,一次性检验率为100%,周“密”呵护航天员太空生活。

“企鹅服”防护太空失重

湖北日报全媒记者 许旷 通讯员 席玲

“航天员入驻空间站后,会换上我们生产的‘企鹅服’,在空间站驻留期间,他们可使用‘企鹅服’和套带进行失重防护锻炼,保障骨质、肌肉及心血管的健康。”中国航空工业集团航宇救生装备有限公司相关负责人说。

为了防止和减缓太空失重环境对航天员造成的不良反应,保障航天员的生命安全和健康,需要为航天员配备太空失重防护装备。

航天员每日穿“企鹅服”至少8小时,在失重环境下,“企鹅服”外部服装结构与航天员工作服相似,通过其内部的弹性束带系统,对运动和操作中航天员的抗重力肌产生力的刺激。套带应用在航天飞行初期,以减轻体液转移导致的急性适应期症状,在非睡眠时间穿着。

航天员失重防护系统主要包括“企鹅服”和套带。据该项目研发人员介绍,航天员将套带穿在大腿上,通过腰带及腿部连接带固定。用气球泵将套带气囊充气,给大腿加压,阻滞双下肢静脉回流,减少失重时回到头部和胸部的血流量,使人体的血液分布与在地面环境相似,改善失重急性适应期症状。

“航天员在轨工作时间越来越长,长时间穿着对产品要求更高,我们会根据相关意见进行改进,提高航天员工作和生活的舒适度。”该项目研发人员说。

作为载人飞船航天员配套产品承制单位之一,中国航空工业集团航宇还承担航天员应急救生系统交付工作。

载人航天飞船在地面着陆或在海(水)面溅落,航天员应急出舱后,会面临各种恶劣的环境或危险因素。为了提高航天员返回后的应急生存能力,神舟飞船执行飞行任务时,必须配套相应的应急救生装备和个人救生物品等。

“从神舟五号载人飞船开始,相关应急装备均由航宇生产,航天员应急救生系统包括抗浸防寒服、救生物品和救生船。应急救生系统可保障航天员防淹溺漂浮、御寒保暖、待救联络和生存等。”中国航空工业集团航宇相关负责人说。

据介绍,抗浸防寒服是集抗浸、防寒和漂浮为一体的多功能个体防护救生装备。为确保航天员的安全,为航天员配备救生物品包,以提供可靠、有效的联络求救装备、定向定位设备、医保用品、生存自救物品及防御自卫武器等,满足航天员着陆(水)后的生存自救和联络需求。

救生船由一艘单人船和一艘双人船组成,可作为航天员水上救生的漂浮装置和安全的休息场所,有保温、防风、防水、防晒的功能。

MapGIS系统4秒内“捕捉”飞船

湖北日报全媒记者 张歆 通讯员 冯静 王俊芳

从神舟五号到神舟十九号,湖北企业中地数码集团为我国载人航天工程已保驾护航二十余年。

中地数码集团是中国地质大学(武汉)走出的企业,企业研发的地理信息系统MapGIS具有完全自主知识产权,被用于航天飞船的搜救系统中。

搜救系统旨在确保航天员在返回地球时实现安全快速发现与救援。在航天飞船从外太空穿越地球大气层后,MapGIS在4秒内便可“捕捉”到它,并为航天员找到合适的落点和最快的飞行路径,飞船才得以安全“回家”。

昨日,中地数码集团副总裁陈波向湖北日报全媒记者介绍,航天飞船穿越大气层返回地球时,穿越点位往往和计划存在一定误差,着陆区域也要依据备选区域内的地质情况、气象条件而定。MapGIS依托高精度的地图数据和三维仿真技术,清晰展示飞船和卫星的运行轨迹,快速进行空间分析和路径分析,并将信息反馈到指挥大厅,帮助搜救系统做出正确的救援决策。

随神舟十八号一飞冲天

湖北“鱼航员”状态良好

湖北日报全媒记者 文俊 通讯员 孙慧 潘鲁湲

一人多高的养殖架依次排开,无数条小鱼在鱼缸中快速游动、不知疲倦。我国成为全球第一大斑马鱼研究产出大国。近日,湖北日报全媒记者走进全球三大斑马鱼资源库之一的中国科学院水生生物研究所国家斑马鱼资源中心。

今年4月25日,神舟十八号首次携带在轨水生生态研究项目成功升空,从这里游出的4条斑马鱼“一飞冲天”,成为举世瞩目的“鱼航员”。

斑马鱼是一种非常漂亮的观赏鱼,体型纤细,因全身布满条纹、似斑马而得名。成鱼体长3至4厘米,幼鱼体长仅有1至2毫米。这一看似不起眼的生物却是撬动许多学科发展的基础——其基因和人类基因相似度超过70%,因此被应用在生命科学、健康科学和环境科学等领域的研究中。

为什么斑马鱼能上太空?科研人员介绍,航天员进入太空,科研任务众多,实验用鱼必须皮实好养。斑马鱼是最易养活的鱼之一,生命力旺盛、繁殖能力强。中国空间站内“寸土寸金”,斑马鱼体型“娇小”,符合环境要求。

斑马鱼在空间站水生生态系统中能够存活的关键,是系统中选择了光合放氧能力强大的水生植物——金鱼藻。上天的“太空鱼缸”里,斑马鱼和金鱼藻构成一个“既漂亮又复杂”的生态系统。金鱼藻通过光合作用产生氧供给鱼呼吸,鱼的排泄物又给藻提供营养物质。看似很小很简单,但实际上能进行内部复杂的科学实验。

科研人员介绍,神舟十八号任务期间,4条斑马鱼与4克金鱼藻组成的小型水生生态系统,实现了中国在空间站培养脊椎动物方面的突破。