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航天员出舱,给空间站安装“回路心脏”

  8月20日14时33分,经过约6小时的出舱活动,航天员聂海胜、刘伯明安全返回天和核心舱,空间站阶段第二次航天员出舱活动取得圆满成功。

  本次出舱活动的一项重要任务是安装热控系统扩展泵组。扩展泵组由航天科技集团五院热控团队研制,被称为空间站舱壁外的“回路心脏”,是空间站热控系统流体回路运行的动力源之一。

  热控系统,空间站运行的“中央空调”

  由于没有大气层的保护,在太阳光线的直射下,空间站表面温度最高可达150℃以上;在背阳面,温度最低可达零下100℃以下。在这种严酷的太空环境中,热控系统是保障空间站设备正常运行以及航天员太空生活冷暖舒适的重要系统。

  据空间站热控流体回路系统技术负责人郑红阳介绍,作为空间站热控系统的核心结构之一,流体回路是整个航天器的命脉,它均匀地包裹住空间站的重要部位,通过特殊液体在管路内的往复循环,将舱内设备以及航天员生活产生的热量收集起来,带到相应的设备和结构中实现散热和补热功能,同时保持空间站不同“房间”温度的均匀和稳定,可谓量身打造的“中央空调”系统。

  扩展泵组,空间站的“长寿”小秘诀

  让流体回路内的特殊液体循环往复的动力源泉,来自安装在空间站流体回路系统中的热控回路泵。空间站热控分系统主任设计师韩海鹰将其形象地比喻为热控回路系统的“心脏”:“人体的心脏为血液流动提供动力,将血液运行至身体各个部分——同理,热控回路泵能够保障整个流体回路系统的稳定运转。”

  为了保证中国空间站在轨不少于15年寿命的要求,研制团队从立项伊始就着眼于长寿命、可靠性、可维修性和安全性一体化设计。“作为长期高速运转的部件,回路泵的寿命有限,必须具备可维修、可更换的方法。为此,我们经过持续攻关,提出了在空间站资源舱壁外安装扩展泵组的构想,为流体回路打造舱内舱外多个心脏,以保证其具备超长时间待机的能力——这也算是为空间站的长期稳定运行提供了一个长寿小秘诀。”韩海鹰解释说。

  简单安装,热控专家设计出这样四步

  要想在太空环境中为空间站安装流体回路泵阀部件,是一件操作复杂、极具挑战的工作。在太空环境中,身穿航天服的航天员动作受到极大限制,一个拧螺丝的简单动作都会消耗掉不少时间和体力。本着安全、简单、可靠三项原则,航天科技集团五院热控团队提出了一个简单易行的方案,即把所有需要更换的零件集成在一个扩展泵组,航天员仅需通过简单的四步操作就能实现。

  正如航天员聂海胜简洁流畅的动作所展示的那样,操作者只需通过“一钩、二锁、三通、四连”四个步骤,就可以完成扩展泵组的安装:“一钩,就是扳动两个锁钩,将泵组钩住空间站舱体,初步将组件固定在空间站资源舱壁上;二锁,就是在钩住舱体的基础上,拨动两个锁定扳手,将泵组彻底锁定在相应位置;三通,就是旋转精巧的手轮接通泵组的电路;四连,就是扳动两个扳手连通液路。”在郑红阳看来,这次出舱活动既完美验证了在轨更换泵组的技术可行性,也为后续空间站组合体建造和长达15年的稳定运行奠定了良好基础。

  (记者 张蕾 通讯员 张宇)