中国热控专家精心设计航天员轻松出舱给“空调”装“电源”

仙仙 · 发表于 2021-12-9 11:40:39

8月20日，当航天员聂海胜扳下最后一个扳手，本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。

扩展泵组是位于舱壁外的回路泵，由中国航天科技集团五院热控团队研制，是空间站热控系统流体回路运行的动力源之一，将为我国空间站15年长寿命的稳定运行强本固基。

中国空间站上的“中央空调”

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，热控系统是保障空间站设备正常运行，以及航天员太空生活冷暖舒适的重要系统。

空间站热控系统的核心之一是流体回路，它是整个航天器的命脉。据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，流体回路均匀地包裹住了空间站的重要部位，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，保持温度的均匀和稳定，可谓是量身打造的“中央空调”。

空间站长期稳定运行的“小秘诀”

让流体回路内的特殊液体循环往复的动力，来自安装在流体回路系统中的热控回路泵，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。”韩海鹰说。

为了保证中国空间站在轨不少于15年寿命的要求，研制团队从立项伊始，就着眼于长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。作为长期高速运转的部件，回路泵的寿命是有限的，必须具备可维修、可更换的功能。为此，经过热控团队的持续攻关，提出了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”，保证其具备超长待机的能力。这将是空间站长期稳定运行的“小秘诀”。

安装过程连螺丝都不用拧

从理论上说，在太空环境中为空间站安装流体回路泵阀部件，是一项操作复杂、极具挑战的工作。要知道，身穿舱外航天服的航天员行动会受到很大限制，一个拧螺丝的简单动作，可能都要消耗不少精力和时间。

在安全、简单、可靠三项原则基础上，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，让航天员只需要进行一些简单的操作，就能轻松完成更换。

经过热控专家的精心设计，安装步骤分为“一钩、二锁、三通、四连”。一钩，就是扳动2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2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。整个过程中，不需要安装任何螺钉。

台上十分钟，台下十年功。完美契合工效学要求的扩展泵组，凝聚着热控团队倾尽十年的研制心血，加上地面的无数次验证，才有了此次航天员在太空中顺利高效的安装动作。这次出舱活动既完美验证了在轨更换泵组的技术，又为后续空间站组合体建造和长期稳定运行奠定了基础。（张宇记者付毅飞）

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