2021年6月17日上午9時(shí)22分，我國為空間站項(xiàng)目研制的神舟十二號(hào)載人飛船搭載聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功起航，向著太空進(jìn)發(fā)，將我國航天員送往中國人在太空中的“新家”。在神舟十二號(hào)飛船任務(wù)中，中國航天科技集團(tuán)有限公司五院510所（以下簡(jiǎn)稱“510所”）承擔(dān)了結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)、熱控、測(cè)控、儀表與照明、環(huán)控生保等5個(gè)重要分系統(tǒng)中共計(jì)43臺(tái)套產(chǎn)品。這些設(shè)備與飛船在軌正常工作及航天員的生命安全都息息相關(guān)。

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艙門快速檢漏儀保障出艙安全

在空間站任務(wù)中，航天員要從神舟十二號(hào)飛船進(jìn)入到空間站核心艙，期間要經(jīng)歷多次穿艙活動(dòng)，都需要打開和關(guān)閉艙門。維持航天員在艙內(nèi)生存的氣體絕對(duì)不能泄漏，艙門是否密封良好具有決定性作用，因此精準(zhǔn)快速檢測(cè)艙門的密封性至關(guān)重要。艙門檢漏儀的作用就是檢測(cè)“神舟”飛船的艙門是否達(dá)到了密封狀態(tài)，它通過內(nèi)部的核心傳感系統(tǒng)，感受壓力和溫度的變化，在很短的時(shí)間內(nèi)判斷艙門是否關(guān)閉完好，并提示航天員“艙門已關(guān)好，可以脫航天服”。

早期的“神舟”飛船是整艙加壓，通過檢測(cè)整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準(zhǔn)確、可靠，但缺點(diǎn)是耗時(shí)長。510所研發(fā)的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下進(jìn)行改進(jìn)的，實(shí)現(xiàn)了對(duì)“神舟”飛船艙門和對(duì)接面的快速、準(zhǔn)確檢漏，填補(bǔ)了國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白。目前，艙門快速檢漏儀已經(jīng)成為載人航天器的“必需品”，為航天員艙內(nèi)活動(dòng)提供堅(jiān)實(shí)的安全保障，為載人航天器保駕護(hù)航。

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艙內(nèi)艙外照明點(diǎn)亮“神舟”飛天路

神舟十二號(hào)載人飛船將會(huì)與空間站實(shí)施交會(huì)對(duì)接，航天員進(jìn)入空間站生活和工作。由于空間站在軌飛行會(huì)周期性經(jīng)過地球陰影區(qū)，經(jīng)歷很長時(shí)間的黑暗，因此在交會(huì)對(duì)接中照明問題就非常重要。510所承擔(dān)了載人飛船艙內(nèi)照明設(shè)備和交會(huì)對(duì)接照明設(shè)備研制任務(wù)，不僅為航天員提供了艙內(nèi)工作、生活照明，也為載人飛船與空間站在陰影區(qū)的交會(huì)對(duì)接提供了攝像輔助照明。

為了滿足空間復(fù)雜惡劣環(huán)境要求，神舟十二號(hào)飛船艙內(nèi)照明設(shè)備（近距離泛光照明）和交會(huì)對(duì)接照明設(shè)備（遠(yuǎn)距離透光照明）采用了先進(jìn)的固態(tài)照明光源。這種光源的優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊、抗振動(dòng)、功耗低、穩(wěn)定性高，但受限于發(fā)光材料的性能，固態(tài)照明對(duì)高溫環(huán)境和低溫環(huán)境都比較敏感，為此，510所研制團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了長期大量的技術(shù)攻關(guān)，最終解決了溫度問題。在空間環(huán)境適應(yīng)性的難題上，為降低紫外輻照、總劑量輻照、原子氧等空間特殊環(huán)境對(duì)產(chǎn)品壽命及可靠性的影響，研制團(tuán)隊(duì)先后突破了空間二次光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、在軌抗特殊空間環(huán)境設(shè)計(jì)、敏感器件抗力學(xué)環(huán)境設(shè)計(jì)等技術(shù)難題。

載人飛船進(jìn)入地球陰影區(qū)時(shí)，航天員在艙內(nèi)仍可以正確判讀儀表數(shù)據(jù)、手動(dòng)開關(guān)指令，為交會(huì)對(duì)接的成功更添一份保障。

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用顯控、語音、手控儀表操控飛船

510所作為我國載人航天器儀表設(shè)備主要承制單位，為我國“神舟”系列載人飛船提供了種類豐富的艙內(nèi)顯控、語音、手控設(shè)備。

綜合顯示單元和時(shí)間單元作為飛船終端顯示儀表，為航天員提供飛船運(yùn)行過程中各分系統(tǒng)參數(shù)數(shù)據(jù)、事件、AD采集數(shù)據(jù)、時(shí)間信息等內(nèi)容的顯示，并配備緊急事件燈窗進(jìn)行輔助顯示。發(fā)聲單元作為飛船終端語音儀表，為航天員提供飛船運(yùn)行過程中重要事件和飛行計(jì)劃的提示以及各類報(bào)警信息的語音播報(bào)。手控左/右面板單元作為飛船手控終端儀表，為航天員提供飛行期間手控控制GNC的專用控制面板，支持手動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制指令的發(fā)送。編碼指令設(shè)備作為飛船終端控制儀表，為航天員提供必要的操縱、控制飛船的人機(jī)界面，支持手控指令集控制數(shù)據(jù)的輸入。手控右艙壁單元和開關(guān)指令板在飛船飛行期間航天員著航天服被束縛狀態(tài)時(shí)，為其提供必要的操控界面，并具備聲、光反饋功能。

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定位搜救飛船返回艙

“神舟”飛船在執(zhí)行與空間站交會(huì)對(duì)接任務(wù)后，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”。如何能夠快速而準(zhǔn)確找到返回艙，直接決定著整個(gè)任務(wù)的成敗和航天員的生命安全，這就用到了510所研制的國際救援示位標(biāo)和微波重力水平開關(guān)等產(chǎn)品。

國際救援示位標(biāo)集定位信息獲取、數(shù)據(jù)處理、編碼調(diào)制發(fā)射于一體，具有高定位準(zhǔn)確性，可實(shí)現(xiàn)緊急狀態(tài)下救援的可靠性和實(shí)效性。返回艙落地后，國際救援示位標(biāo)會(huì)發(fā)射無線電信標(biāo)信號(hào)，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。這種信標(biāo)信號(hào)符合國際通用標(biāo)準(zhǔn)，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛(wèi)星搜救系統(tǒng)所識(shí)別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。

510所自主研制的微波重力水平開關(guān)從“神舟七號(hào)”飛船開始，就成功應(yīng)用到“神舟”系列飛船和“嫦娥探月”等各類型號(hào)任務(wù)中。返回艙的通信天線有兩路，由于艙體落地后的姿態(tài)是不確定的，為保證通信質(zhì)量，需要自動(dòng)接通相對(duì)水平面較高的一路天線，同時(shí)斷開另外一路。比起“神舟”系列飛船早期使用的、有可能污染飛船并危害航天員健康的進(jìn)口單刀雙擲汞開關(guān)，微波重力水平開關(guān)采用的是更為先進(jìn)可靠的電控技術(shù)，通過測(cè)量天線敏感軸的重力分量，來表征天線敏感軸與水平面的夾角，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換通信天線方向，技術(shù)指標(biāo)和安全性、可靠性均優(yōu)于進(jìn)口的汞開關(guān)。

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儀表板減振器保障儀表設(shè)備穩(wěn)定可靠

儀表板作為飛船儀表設(shè)備的承重部件，它的整體框架式構(gòu)型就如同一個(gè)“家”一樣，不僅為儀表顯示設(shè)備和主要手控設(shè)備這些“兄弟姐妹”提供獨(dú)立的“私密空間”，而且為它們提供了準(zhǔn)確可靠的安裝接口。這個(gè)“家”通過四個(gè)金屬橡膠減振器實(shí)現(xiàn)與飛船艙壁的可靠聯(lián)接，四個(gè)金屬橡膠減振器就像四個(gè)“忠誠的軟甲衛(wèi)士”，結(jié)構(gòu)上既有金屬的固有特性，又有橡膠的彈性。在飛船發(fā)射、飛行和返回過程中遇到巨大的振動(dòng)、沖擊等情況時(shí)，能夠?yàn)轱w船上的儀器設(shè)備提供必要的力學(xué)工作環(huán)境，例如在發(fā)射、返回過程中保證設(shè)備生存，在飛行過程中改善儀表板上設(shè)備的力學(xué)工作環(huán)境。

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操縱棒是航天員手臂的延長器

在飛船發(fā)射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對(duì)儀表板上各種設(shè)備的操作，為解決這一難題，操縱棒應(yīng)運(yùn)而生。

操縱棒把手是根據(jù)航天員手掌正常抓握狀態(tài)進(jìn)行賦型設(shè)計(jì)的，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒桿體設(shè)計(jì)為可無極伸縮式，航天員可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件在一定范圍內(nèi)任意調(diào)整操縱棒的長度。同時(shí)桿體采用高強(qiáng)度碳纖維材料，比強(qiáng)度高，手感舒適，外觀光澤，極具美感。神舟十二號(hào)載人飛船發(fā)射成功后，搭載的航天員將成為天和核心艙首批“入住人員”，并在軌駐留三個(gè)月，開展艙外維修維護(hù)、設(shè)備更換、科學(xué)應(yīng)用載荷等一系列工作。在后續(xù)載人航天任務(wù)中，510所人也將繼續(xù)不辱使命、拼搏向前，為實(shí)現(xiàn)航天強(qiáng)國夢(mèng)貢獻(xiàn)自己的智慧力量。

蘭州日?qǐng)?bào)社全媒體記者 何燕/文 510所供圖