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神舟飞天,这些“神器”显神威

11月29日,神舟十五号载人飞船发射成功,在飞天圆梦的背后,有七大“神器”发挥了重要作用,它们与飞船在轨正常工作及航天员的生命安全息息相关。今天,我们一同了解。

神舟飞天,这些“神器”显神威

搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F遥十五运载火箭点火发射

显控、语音、手控仪表:“远渡宇宙”掌舵者

综合显示单元和时间单元、发声单元、手控左/右面板单元、编码指令设备等设备分别作为飞船终端显示仪表、终端语音仪表、手控终端仪表和终端控制仪表,为航天员提供飞船运行过程中的参数显示、语音播报、运动控制指令发送。在飞船飞行期间航天员着航天服被束缚时,手控右舱壁单元和开关指令板为其提供必要的操控界面,并具备声、光反馈功能。

针对神舟飞船任务要求,研制团队在以上仪表产品中应用了具备高可靠性和高安全性的处理器平台,研发了多项关键技术。其中最关键的处理器抗辐照加固技术,可以确保在复杂宇宙射线和高速粒子条件下,高速硬件系统正常的工作。该技术在有辐照环境的一些特殊工业领域中,存在非常有价值的技术应用前景。

仪表板减振器:保障仪表稳定

仪表板作为飞船仪表设备的承重部件,它的整体框架式构型就如同一个“家”一样,不仅为仪表显示设备和主要手控设备这些“兄弟姐妹”提供独立的“私密空间”,而且为它们提供了准确可靠的安装接口。这个“家”通过四个金属橡胶减振器实现与飞船舱壁的可靠联接,四个金属橡胶减振器就像四个“忠诚的软甲卫士”,结构上既有金属的固有特性,又有橡胶的弹性。在飞船发射、飞行和返回过程中遇到较大的振动、冲击等情况时,能够为飞船上的仪器设备提供必要的力学工作环境,例如在发射、返回过程中保证设备生存,在飞行过程中改善仪表板上设备的力学工作环境。

操纵棒:摆脱引力束缚的最佳工具

在飞船发射和返回过程中,航天员的身体被牢牢束缚在座椅上,身体不能前倾以完成对仪表板上各设备的操作,为解决这一难题,操纵棒应运而生。

操纵棒把手是根据航天员手掌正常抓握状态进行赋型设计的,外部轮廓曲面完美贴合航天员掌心,极大满足航天员操作过程中的舒适度要求。操纵棒杆体设计为可无极伸缩式,航天员可以根据现场条件在一定范围内任意调整操纵棒的长度。

神舟飞天,这些“神器”显神威

神舟十五号航天员乘组在飞船内

舱内/外照明设备:点亮神舟之行

由于神舟十五号载人飞船在轨飞行时会周期性经过地球阴影区,经历长时间的黑暗,因此在与空间站“太空牵手”时的照明问题就非常重要。

为了适应外层空间的复杂环境,神舟十五号载人飞船舱内照明设备(近距离泛光照明)和交会对接照明设备(远距离透光照明)采用了先进的固态照明光源。这种光源的优点是耐冲击、抗振动、功耗低、稳定性高,但受限于发光材料的性能,固态照明对高温环境和低温环境都比较敏感。为此,研制团队进行了长期的技术攻关。在空间环境适应性的难题上,为降低紫外辐照、总剂量辐照、原子氧等空间特殊环境对产品寿命及可靠性的影响,研制团队先后突破了空间二次光学系统设计、在轨抗特殊空间环境设计、敏感器件抗力学环境设计等技术难题。

此外,固态照明加固技术也在抗辐照方面具有明显的技术优势,因此可应用于有辐照环境的一些特殊工业照明领域中,其加固后良好的抗力学振动能力,也可以满足矿场、轮船等复杂工业环境的特殊需求,具有广阔的应用前景。

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神舟十五号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接

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