中国首个空间站天和核心舱发射成功,揭秘空间站的“全屋定制”

2021-04-30

据新华社消息,4月29日11时23分,海南文昌发射场,我国近地轨道运载能力最大的火箭长征五号B遥二火箭托举着我国空间站核心舱“天和”号一飞冲天,发射任务取得圆满成功,空间站建造转入任务实施阶段,标志着我国空间站时代已经到来。


(来源:新华社)


天和核心舱是空间站的重要控制舱段,重达22吨,长16.6米,是目前我国发射的质量最重、体积最大、设备最多、系统最复杂、功能最完善的载人航天器,也是空间站工程的里程碑式节点。


“航天员在空间站吃什么?喝什么、找什么、缺什么,我们心中有数、一清二楚。” 七院七部宇航室主任蒋琳说,“我们是空间站'全屋定制’的供应商,我们研制的分系统就相当于空间站的'智能管家’”。


在此次天和核心舱的研制中,七院承研了15 个分系统之一的物资管理分系统,具体负责空间站所有物资的全生命周期管理及舱内在轨驻留辅助支持保障产品研制。


空间站的“精装大师”

在远离地球且封闭狭小的空间内,每批航天员都需要驻留100天以上,加上科研任务,他们往往承受着巨大的心理压力。因此,舱内除了要保证其生命安全,还需要宜居,为航天员减压。这百余台(套)产品虽不直接决定任务的成败,但却决定着航天员在太空驻留期间的幸福指数和舒适程度。


同时,空间站作为目前中国最复杂的航天器,舱内自身就有数量众多的功能设备;航天员在轨长期驻留,同样需要巨量的空间站运营物资。这些物资数以万计,通过手动记录消耗、使用以及废弃物的时代早已跟不上需求,设计开发一套智能化、自动化、数据化的物资管理系统势在必行。


为此,团队引入了时下最流行的自动识别技术——RFID技术,物体之间可以通过无线电波不接触而快速交换和存储信息。当航天员需要某件物品,系统自动会计算出最优取用路线,并进行三维可视化引导。同时,物资信息还将备份在地面数据库中,确保天地数据的一致、可靠。



在轨物资管理通过把RFID读写器读取到附着在物品上的无源RFID标签数据传送出去,以自动辨识与追踪该物品的方式,给物品备注“身份ID”,在满足产品可靠性和安全性的前提下,极大地提高了空间站物资管理的效率和质量。


“‘天和’核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。”中国航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊表示,核心舱不仅能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居,还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材,以满足航天员日常锻炼。


除此之外,要让航天员能在其中长期居住,最重要的是要有一套环控生保系统(环境控制和生命保障系统),也就是物化再生式生命保障系统。杨宇光表示,这必须是一套可再生式的环控生保系统,保证舱内资源可以重复使用,比如舱内的水和氧气等,都必须具备被收集后重复使用的功能。


天和核心舱是我国载人航天工程中第一个空间站核心舱。按照空间站建造任务规划,我国将于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。


(部分内容摘自:四川日报、红星新闻、澎湃新闻,侵删)

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