隨著夢天實驗艙發射升空,組成空間站三艙“T”字基本構型的最后一個艙段已順利列位。“建站為應用”是我國建造空間站的價值理念,自空間站階段以來,航天員乘組開展了多項科學技術實(試)驗研究,并成功進行了多次出艙活動。此前,神舟十四號乘組首次從問天實驗艙氣閘艙出艙,體驗了一條全新的出艙專用通道。與問天實驗艙一樣,夢天實驗艙也擁有一個氣閘艙,但有所不同的是,夢天實驗艙的氣閘艙是一條專供貨物出艙的通道。
(相關資料圖)
最強大“物流保障”
打造空間站“貨運港”
以往開展艙外科學實(試)驗時,需要航天員出艙進行安裝作業,但這種方式受到航天員出艙次數、載荷數量與大小的限制。隨著國家太空實驗室的建成,空間站進入常態化運營階段,將開展更大規模的空間科學實驗與技術試驗,通過夢天實驗艙的載荷自動進出艙功能,能更加高效、安全地進行艙外科學實(試)驗,進一步提升我國空間站的科學應用能力。
載荷自動進出艙功能配置有貨物氣閘艙、載荷轉移機構、外艙門、內艙門,以及整套氣體復用、泄復壓設備,為載荷在艙內外的交互進行保障。
·貨物氣閘艙及艙門
采用嵌套式結構構型,位于載荷艙內部。
配置有連接工作艙的內側艙門和連接太空的外側艙門,兩扇門內裝有載荷轉移機構。
為滿足進出貨物的包絡要求,外艙門寬度達1.2米,艙門采用全自動滑移設計,通過地面發送指令控制開關,是隔離艙內與艙外空間環境的關鍵設備,是我國首次在軌使用弧形電動滑移艙門。
為確保艙內的氣壓、溫度等環境,兩側艙門不可同時打開,也不必擔心誤觸,外側艙門只有一切條件具備,接收到地面指令時才會打開。
·載荷轉移機構
專供載荷、貨物搭乘,負責轉運其進出艙,運送能力可達400公斤,單次運送貨物包絡可達1.15米×1.2米×0.9米。
通常停置于夢天實驗艙氣閘艙內,當收到載荷出艙任務時,內艙門將打開,載荷轉移機構前往工作艙,由航天員在夢天工作艙內完成科學實(試)驗載荷的組裝,并將其放置固定在載荷轉移機構上。隨后,轉移機構會平緩地從工作艙縮回至氣閘艙,待航天員關閉內側艙門后,可以通過艙門上的舷窗看到載荷轉移機構的工作情況。
一切準備就緒后,氣閘艙的外側電動艙門將打開,載荷轉移機構搭載著科學實驗載荷轉移至艙門口,艙外機械臂抓取載荷并安裝至艙外。
·氣體復用、泄復壓設備
為節約空間站氣體使用量,貨物進出艙功能具備氣體復用功能,每次執行任務可將不低于70%的氣體進行復用。
最貼心“運輸工具”
為載荷出艙提供舒適體驗
為了給科學實(試)驗載荷出艙提供舒適的體驗,載荷轉移機構不僅要做到行得穩、走得遠、停得準,還可以通過0-90°的轉向,實現空間站獨特構型布局下的載荷進出艙功能,使其既能通向工作艙內,又能伸出氣閘艙外。
·“行得穩”
載荷轉移機構具備變速啟停控制能力,讓科學實(試)驗載荷在搭乘過程中,不管是直線運動還是回轉運動,都能實現平穩過渡,不會受到急剎車帶來的頓挫感,為載荷、貨物帶來安全舒適的搭乘體驗。
·“走得遠”
為了方便航天員在工作艙內安裝拆卸貨物,載荷轉移機構采用特殊的傳動機構組合設計實現大行程運動,可以從氣閘艙直通航天員的工作艙,讓航天員在艙內就可以完成載荷出艙的一系列操作。
·“停得準”
當到達出艙口時,載荷轉移機構可以馬上停穩,并精準鎖定位置和姿態,此時將由艙外的機械臂護送科學實(試)驗載荷前往艙外進行科學探索。
最前沿“太空驛站”
讓小衛星探索宇宙大奧秘
除了實現載荷、貨物的自動進出艙功能,載荷轉移機構還為立方星、微衛星等實現“太空旅游”提供“VIP包廂”,那就是夢天實驗艙中配置的微小飛行器釋放機構,有了這個機構,空間站則可化身為“太空驛站”,為微小飛行的釋放提供最前沿的出發地。
·釋放機構
通常情況下以組件形式收納在艙內,當需要執行釋放小衛星任務時,航天員可以按照立方星的規格進行在軌組裝。
“包廂”單次最大“載客量”為36U立方星或百公斤級微衛星(立方星以Unit為基本單位,1U的體積是10cm×10cm×10cm,一個手掌大小即可容納)。
立方星安裝完成后,“包廂”搭乘載荷轉移機構轉移到艙外。隨后,艙外機械臂抓取釋放機構,并調整釋放機構的姿態,當轉移到立方星或微衛星的發射方向時,釋放機構就像彈弓一樣,把小衛星依次以規定的速度彈射出去,讓衛星既穩當、又安全地開始太空旅程。
可以說,如果將問天實驗艙的氣閘艙比作“機場”,那么夢天實驗艙的貨物氣閘艙,就是空間站的“貨運港口”。通過這個“港口”,我國空間站的載荷自動進出艙技術、微小飛行器在軌釋放等一系列全新技能將首次逐一亮相太空,實現貨物、載荷在空間站艙內外的全自動交互,展現全新的出艙方式。讓我們拭目以待吧!
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