“全屋定制”的空间站,工作生活有多方便?

2021-09-10 16:23:32

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原标题:“全屋定制”的空间站,工作生活有多方便?

新京报快讯(记者 李玉坤)6月17日下午,神舟十二号载人飞船成功对接空间站核心舱,我国三名航天员正式入住“天宫”。

核心舱配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区等六个区域。核心舱是航天员的房屋,为了保证航天员在太空家园工作和生活的舒适性,空间站有很多定制产品。其中,仅航天科技集团五院529厂就贡献了5000余台套“家居”产品。

呼吸

电解制氧,去除二氧化碳

空间环境是真空环境,航天员在核心舱生活时,必须要维持舱内正常的氧气、氮气浓度,同时要控制二氧化碳及微量有害气体。

为此,科研人员专门定制了舱内供气调压系统中的“开关”——旋塞截止阀与切换阀,可以实现供气调压系统中氧气的“定量供给”;同时定制了二氧化碳去除子系统中的电动截止阀与电动切换阀,采用耐高温材料,具备远程高效高可靠控制能力,可以实现二氧化碳和微量有害气体去除系统的气路截止与切换,为空间大气组分的控制提供了技术保证。

航天员在舱内生活,仅靠地面上的氧气供给是远远不够的,成本也非常高,为此,科研人员特别定制了一套核心舱内的“制氧家居”,通过电解舱内的水生成氢气和氧气,满足航天员在舱内的氧气需求。

航天科技集团五院529厂打造了系统中的电解供水组件、排气压控组件、电解压控组件、水质净化组件以及排氢阀、压力调节器等多种单机产品。

用水

污水多层净化,达到饮用标准

水处理子系统能将核心舱内产生的污水收集后过滤,并通过多层净化方式,实现污水变净水,且能够达到饮用水的标准。

由航天科技集团五院529厂研制的气液驱动组件和灭菌组件为系统提供了动力源和饮用水的健康保障。气液驱动组件为水处理子系统的动力源,类似系统的“心脏”,包含气泵与水泵、电机及控制器等,分别将氧气和污水进行增压,使其进入氧化反应器中与氧气和污水进行氧化反应。

通过反应后生成的纯净水,再经过灭菌装置,通过银离子发生器和控制器,为水源提供杀菌功能的银离子,采用开环控制方式,通过调整上位机上的触发信号,使控制器输出相应的电压,以控制银离子产生速率,保证水中银离子浓度,为航天员提供能够长期灭菌的高品质饮用水。

通信

搭载中继用户终端,用上卫星通信

中继用户终端是神舟十二号载人飞船的重要组成部分之一,也是我国中继卫星系统的用户终端设备。当神舟十二号载人飞船进入预定轨道后,中继终端将开始工作。根据神舟十二号载人飞船飞行程序的指令链要求,中继终端中的设备会计算出中继终端天线的指向数据。之后,中继终端中的转动设备将使天线指向中继卫星。这样就完成了对中继卫星的捕获跟踪。

同时,中继卫星通过接收神舟十二号载人飞船中继终端发射的数据,完成对神舟十二号载人飞船的捕获,最终实现“太空握手”。通过建立星间链路,实现卫星之间的通信,确保了神舟十二号载人飞船与地面通信的畅通。

在神舟十二号载人飞船上有一个长、宽、高为20×20×9厘米大小的天线网络,相当于神舟十二号载人飞船天线信号的枢纽。如果将神舟十二号载人飞船的天线信号通路系统比作铁路运输系统的话,那么一路路的信号就是火车,天线网络更像是火车轨道和火车站调换轨道的道扳。神舟十二号载人飞船上十余副天线的信号接收和发送都是通过天线网络来为其提供信号通路的。

在神舟十二号载人飞船的天线网络,由USB天线网络、VHF天线网络、GNSS天线网络三部分组成。天线网络小小的身躯承载着强大的功能。当信号要通过天线网络的时候,其首先要对信号进行分路或合成,并通过双工器对信号的杂波进行过滤,然后转换为可接收或发送的信号。

飞船控制

仪表控制器将复杂参数变成图像

隶属于仪表与照明分系统的仪表控制器应用软件虽然听起来不起眼,却发挥智能管理员的重要作用。神舟十二号载人飞船上14个分系统所有的参数内容都要通过数管分系统转发到飞船仪表上来显示,而要想将复杂的参数变成航天员可以掌握的直观数值,仪表控制器应用软件作为智能管理员直接发挥作用。

也就是说,当神舟十二号载人飞船各个分系统开始运行的时候,所产生的数据会汇集到数管分系统,然后智能管理员对数据进行汇总,并转换为航天员可以直观识别和操作的内容,并在仪表上显示出来。这样,航天员通过飞船上的仪表就可以直观地了解与飞船有关的所有参数,时刻掌握飞船各个部分的运行状态。

在神舟十二号载人飞船上共有54幅页面显示飞船各部分的情况,并根据载人交会对接任务的需要,显示包括世界地图、航天员身体情况等相关内容。这些都是由仪表控制器应用软件来提供的。

仪表控制器应用软件采用独特的图形显示技术,通过文字、图形、动画的方式,显示出飞船轨迹、姿态、飞行状态以及各分系统信息,实现了空间智能化仪表中的图形、文字的处理与显示,为航天员执行任务提供了清晰、直观、舒适的显示界面。

责任编辑:武晓东 SN241

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