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一起走进中国航天员科研训练中心,探寻飞天幕后的故事

来源:中国军网-解放军报 作者:占康 高立英 王凌硕 发布:2022-06-23 06:39:06

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关键词 自主创新

十年磨一剑,实现“从无到有”到“从有到优”的跨越

建成中国空间站,是我国从“航天大国”迈向“航天强国”的重要标志,更是该中心几代人的梦想。自空间站工程实施以来,为满足任务需要,该中心科研人员承担了许多开创性任务,既无模式可循,更无经验可鉴。

作为世界第三大航天员中心,自诞生之日起,该中心科研人员就在国外技术封锁、国内没有经验的情况下,艰难探索前进。

星光不负赶路人,岁月不负有心人。

1992年,随着中国载人航天工程的启动,该中心迎来了大机遇大发展。科研人员集智攻关,团结奋斗,至今先后圆满完成5艘无人飞船、8艘载人飞船、天宫一号目标飞行器和天宫二号空间实验室、天和核心舱、4艘货运飞船的发射和在轨运行任务。目前已有14名航天员、23人次征战太空,实现了中华民族的飞天梦想。

眼下,载人航天工程进入空间站建设阶段。面对一道道难关,他们接续奋斗,啃下一个个硬骨头。

该中心环境控制与生命保障(以下简称环控生保)室,负责为航天员在太空撑起一把生命的“保护伞”。他们在太空舱内创造出基本生活条件和适宜工作环境,保证舱内有适合人生存的气压、风速、空气质量和水等。

神舟十二号太空飞行任务之前,航天员在太空生存所需的氧气和水都要从地面携带。在空间站任务中,航天员在轨时长超过3个月,从地球运送物资代价高昂。环控生保技术必须在舱内实现氧气和水循环使用,这是空间站在轨长期运行的关键技术。

在一个密闭狭小的空间站舱内,制造一个类似地球环境的可循环生命保障系统且长时间稳定运行,难度可想而知。

2011年,一支平均年龄不到35岁的科研团队,受领这一任务。从论证到初样研制再到正样,他们一路摸着石头过河,查资料、请专家、做调研,不断试验,在出现问题和解决问题中往复循环、螺旋发展。

将尿经过提纯后,变成可饮用的水,在常人听来似乎不可思议。10多年前,这已经成为该中心环控生保再生子系统尿处理团队研究的方向。

科研人员遇到的最大难题就是如何一边蒸馏一边进行水气分离。国际空间站设计的是双旋转蒸馏装置,技术相对成熟,但是较为笨重。该团队另辟蹊径,开拓性提出研制重量减半、体积减小、可靠性更好的单旋转蒸馏装置。

当时,国内找不到能承接该产品的协作单位,他们只能自己干。经过一遍遍修改设计,问题最终迎刃而解。

挑战接踵而来。一般轴承都在有润滑油的环境中工作,但该旋转轴承要在无油、强酸的介质中工作。当时,市面上没有一种轴承满足这种条件。国际空间站上的尿处理装置,同样面临这一问题。

针对这一世界难题,研究团队联合国内顶尖轴承技术研究所,选取多种材料和不同的结构方案,反复实验对比,找到了最优材料和结构,将轴承寿命提升到数千小时。最终,经过团队成员近4000个日日夜夜的刻苦攻关后,性能良好的尿处理装置成功面世。

同样面临微重力条件下水气分离问题的,还有电解制氧团队。经过反复调研试验,团队研制出某种膜材料,可材料的重量和寿命仍不符合相关指标要求。他们集思广益,跑遍大江南北,走访请教业内资深专家,创新性设计出新型膜结构。随后,他们又用9年时间,将这种膜的寿命提升了10倍,重量下降到原来的1/4。

十年磨一剑。经过关键技术攻关和工程化研制,再生生保团队攻克多项关键技术和技术难点,完成再生生保装置的工程研制。

目前,该中心实现诸多“从无到有”到“从有到优”的跨越——

空间站舱外服的功能性、舒适性不断改进优化,能够满足多次出舱使用,每次出舱时间能长达数小时;飞行手册首次应用交互式电子信息技术,有效提升航天员在轨工作和地面飞控支持效率;航天食品达到120余种,突出个体化设计,为航天员长期飞行提供更好保障;空间站系统配置“太空跑台”等在轨锻炼装备,为航天员提供丰富的锻炼方式;研制出先进的航天医学实验平台,将更加系统深入地探索人类重大医学和健康问题……

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责任编辑:于雅倩
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