“像换轮胎一样轻松” 四步搞定空间站“回路心脏”

编辑:admin 日期:2021-08-24 08:46:10 / 人气:

8月20日,神舟十二号乘组两名航天员再次成功出舱。当航天员聂海胜扳下舱外扩展泵组的最后一个扳手,此次出舱活动的一个重要任务——安装热控系统扩展泵组,顺利完成。
  被称为中国空间站舱壁外“回路心脏”的扩展泵组,是个什么装置,对空间站具有怎样的意义,如何确保航天员顺利完成安装?记者就此采访了航天专家团队。
  中国航天科技集团五院空间站热控流体回路系统技术负责人郑红阳介绍,由于没有大气层的保护,在太阳光线直射下,空间站表面温度最高可达150摄氏度以上,在背阳面,温度最低可达零下100摄氏度以下。在这种严酷的太空环境中,要保障空间站设备正常运行,以及航天员太空生活冷暖舒适,就必须依赖热控系统。
  “流体回路是空间站热控系统的核心之一,可谓为空间站量身打造的‘中央空调’。”郑红阳说,流体回路均匀地包裹住空间站的重要部位,通过特殊液体在管路内的往复循环,将舱内设备以及航天员生活产生的热量收集起来,通过回路带到相应的设备和结构中实现散热和补热功能,同时还能精确控制空间站不同“房间”的温度。
  而让流体回路内的特殊液体循环往复的动力源泉,来自安装在空间站流体回路系统中的热控回路泵。
  中国航天科技集团五院空间站热控分系统主任设计师韩海鹰将其比喻为热控回路系统的“心脏”:人体的心脏为血液流动提供动力,把血液运行至身体各个部分,而回路泵则保障了整个回路系统的稳定运转。
  “作为长期高速运转的部件,回路泵的寿命是有限的,必须可维修、可更换。”韩海鹰说,为此,热控团队提出在空间站资源舱壁外安装扩展泵组的构想,为流体回路打造舱内舱外多个“心脏”,保证其具备超长时间待机的能力。
  在太空环境中,要为空间站安装流体回路泵阀部件,是一件操作复杂、极具挑战的工作。身穿航天服的航天员动作受到极大限制,一个拧螺丝的简单动作,都会消耗大量精力和时间。
  为此,热控团队提出了精巧易用的方案,把所有需要更换的零件集成在一个扩展泵组中。航天员仅需通过简单的四步操作,就能完成机械、电路、液路复杂的泵组安装过程,即“一钩,二锁,三通,四连”。
  “一钩”,就是扳动两个锁钩,将泵组钩住空间站舱体,初步将组件固定在空间站资源舱壁上;“二锁”,即在钩住舱体的基础上,拨动两个锁定扳手,将泵组位置彻底锁定在相应位置;“三通”,就是旋转精巧的手轮接通泵组的电路;“四连”,就是扳动两个扳手,完成液路的连通。
  “让航天员像换轮胎一样,轻松地更换回路泵。”韩海鹰说,就像聂海胜简洁流畅的动作展示那样,操作者不需要安装任何螺钉,只需通过4个步骤就可以完成扩展泵组的安装。
  韩海鹰说,扩展泵组经历了地面的无数次验证,凝聚着热控团队倾尽10年的研制心血。这次出舱活动既验证了在轨更换泵组技术,也为后续空间站组合体建造和长期稳定运行奠定了良好基础。

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