8月20日14時33分,經過約6小時的出艙活動,航天員聶海勝、航天員劉伯明已安全返回天和核心艙,空間站階段第二次航天員出艙活動取得圓滿成功。此次出艙活動,天地間大力協同、艙內外密切配合,先后完成了艙外擴展泵組安裝、全景相機D抬升等任務,全過程順利圓滿。
▲航天員安裝艙外擴展泵組
擴展泵組由航天科技集團五院熱控團隊研制,被稱為空間站艙壁外的“回路心臟”,是空間站熱控系統流體回路運行的動力源之一。
▲擴展泵組
熱控系統,空間站運行的“中央空調”
由于沒有大氣層的保護,在太陽光線直射下,空間站表面溫度最高可達150℃以上,在背陽面,溫度最低可達-100℃以下,在這種嚴酷的太空環境中,熱控系統是保障空間站設備正常運行,以及航天員太空生活冷暖舒適的重要系統。
空間站熱控系統的核心之一是流體回路,是整個航天器的命脈,它均勻地包裹住了空間站的重要部位,通過特殊液體在管路內的往復循環,將艙內設備以及航天員生活產生的熱量收集起來,通過回路帶到相應的設備和結構中實現散熱和補熱功能,同時還能精確控制空間站不同“房間”的溫度,保持溫度的均勻和穩定,可謂是量身打造的“中央空調”。
擴展泵組,安裝在空間站艙壁外的“回路心臟”
讓流體回路內的特殊液體循環往復的動力源泉,來自安裝在空間站流體回路系統中的熱控回路泵,它被形象地比喻為熱控回路系統的“心臟”。人體的心臟為血液流動提供動力,把血液運行至身體各個部分,而回路泵則保障了整個回路系統的穩定運轉。
為了保證中國空間站在軌不少于15年壽命的要求,研制團隊從立項伊始,就著眼于長壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設計。作為長期高速運轉的部件,回路泵的壽命是有限的,必須具備可維修、可更換的方法,為此,經過熱控團隊的持續攻關,提出了在空間站資源艙壁外安裝擴展泵組的構想,為流體回路打造艙內艙外多個心臟,保證其具備超長時間待機的能力,這為空間站的長期穩定運行提供了“長壽小秘訣”。
簡單易用,熱控專家分四步教你簡便操作
要想在太空環境中為空間站安裝流體回路泵閥部件,是一件操作復雜、極具挑戰的工作,在太空環境中,身穿航天服的航天員動作受到極大限制,一個擰螺絲的簡單動作都會消耗航天員大量的精力和時間。在安全、簡單、可靠三項原則的基礎上,熱控團隊提出了精巧易用的方案,把所有需要更換的零件集成在一個擴展泵組中,航天員僅需通過簡單的四步操作,就能完成機械、電路、液路復雜的泵組安裝過程,讓航天員像換輪胎一樣輕松地更換回路泵。
就像航天員簡潔流暢的動作展示的那樣,不需要安裝任何螺釘,操作者只需通過四個步驟就可以完成擴展泵組的安裝。經過熱控專家的精心設計,安裝步驟分為“一鉤,二鎖,三通,四連”。一鉤,就是扳動兩個鎖鉤,將泵組鉤住空間站艙體,初步將組件固定在空間站資源艙壁上;二鎖,即在鉤住艙體的基礎上,撥動兩個鎖定扳手,將泵組位置徹底鎖定在相應位置;三通,就是旋轉精巧的手輪接通泵組的電路;四連,就是扳動兩個扳手,完成液路的連通。通過這樣簡單的四步操作,完成了原本復雜的泵組安裝,充分驗證了艙外泵組更換的可行性,為空間站“長壽命”工作打下了更加堅實的基礎。
臺上十分鐘,臺下十年功。完美契合工效學要求的擴展泵組,凝聚著五院空間站熱控團隊傾盡十年的研制心血,也正是因為有了地面的無數次驗證,才有了此次航天員在太空中順利高效的安裝動作。這次出艙活動既完美驗證了在軌更換泵組的技術,更為后續空間站組合體建造和長達15年的穩定運行奠定了良好的基礎。