封面新闻 四川造“专属装备” 让“太空快递员”天舟二号跑得更安心

封面新闻|四川造“专属装备” 让“太空快递员”天舟二号跑得更安心】吴军 王秀丽 封面新闻采访人员 杨晨
天舟二号货运飞船是眼下火遍全国的“太空快递员”,工作地点自然是在茫茫的太空,面临的环境和任务非常复杂多变,但他决心和前辈一样,对每一次任务都勇往直前、使命必达!为了在第二次太空速递中取得“背靠背”的胜利,位于四川的中国航天科技集团七院七部所打造的“三个专属装备”,让他放心施展拳脚。
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装备之一
货包
出发前,天舟二号就听过前辈天舟一号的“诉苦”:“我们运送的货物五花八门,既有航天员在轨生活所需的食品、服装、饮水、空气、医疗用品等消耗类物资,又有纷繁复杂的科研设施设备,等等,并且‘出售’这些货物的‘商家’涵盖了多家科研院所。如何将这些成百上千、种类繁多、大小不一、形状各异的货物分类打包?光想想就让人头大!”听得他直犯难,紧急关头,赶紧拿出第一个“专属装备”:货包。
货包是货运飞船上使用量最大的装载接口,经过与货运飞船舱内结构的适配性装载设计,采用标准化、系列化的设计方式,通过单机和整船的工效学评价,将货运飞船几十立方米的装载空间利用得“满满当当”,完全解耦了各自设备与货运飞船平台研制的关联性。
除了吃喝穿戴,天舟二号还上行了空间站建设所需的大量设备,设备上行时,通常需要赋形防护。设计师经过多达百余次的调试、小试、中试,成功研发了货包外部包装所需的和内部赋型所需的特种聚氨酯泡沫,满足了长期载人密闭环境下材料的选用要求,具备了超低有害气体逸出、高效抗菌防霉、高阻燃、燃烧物低毒及优良的力学性能,同时具备高效的缓冲减震功能。打包好后,如何识别与管理又是重中之重,每个货物都配置有“RFID”标签,扫一扫,便可知道想要的货物在哪里,保障了货物的“唾手可得”。“货物方都给了我们五星好评”,用户的认可是对快递工作最大的肯定。
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装备之二
低温锁柜
飞船上大部分货物的包装,通过普通货包就可以解决,然而还有一些货物可没那么“听话”,有的需要苛刻的力学环境防护,有的需要特定的安装方位保证,有的需要严格的密封或指定的温湿度环境条件下才能确保其功能正常。特别是在距离地球400公里的外太空,在微重力环境下,传统而成熟的蒸气式压缩机制冷技术不适用,只能采用热电制冷方式,但目前国内的热电制冷产品只能实现0℃以上的指标。面对顾客的特殊需求,天舟二号气定神闲,拿出了他的第二个“专属装备”:低温锁柜。
低温锁柜,又被称为“太空冰箱”,它的背后可凝结着七部设计师们的大量心血。空间站物资低温储存技术究竟应该采用什么方案?需要达到哪些指标?作为载人航天和制冷技术的“新丁”,七部设计师们迎难而上,经过多方调研和咨询,先后攻克低功耗设计、保温设计、结构优化减重设计等难关,顺利通过各项试验考核,成功运用于货运飞船。
“太空冰箱”作为电子电机,完成装机只是第一步,后续的电测任务更是“任重道远”,为保证产品万无一失,测试人员又对产品功能性能与船上接口、分系统间匹配性、大系统间匹配性等项目进行了测试。测试显示,持续达119天的测试时间里,低温锁柜随整船电测总时长达780小时,性能指标完全正常。
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装备之三
配平软件
对于“航天快递员”来说,长期困扰他们的另一大难题便是如何保持“身体平衡”——“货船配平工作责任重大,不仅直接影响发射成败与飞行安全,而且关系着燃料消耗与姿控精度,计算出的每一个数字都不能错。”
好在有七部设计师们的帮助,天舟二号终于不用担心自己的“平衡”能力了,而解决这个问题的“专属装备”便是物资装载布局与配平优化软件。该软件兼顾了货物分门别类、在轨取用时序、废弃物放回时机等不同客户、不同维度的实际需求,可自动计算排布每一个货物的装船位置,使重达13.5吨、上行货运能力6.5吨、飞船轴向总长10.6米、最大直径3.35米的飞船配平精度达到了毫米量级。

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