问天实验舱为何坐着“沙发”上太空?
本文转自:中国新闻网
中新网海南文昌7月24日电 (马帅莎 王海露)长征五号B遥三运载火箭24日将“乘客”—— 问天实验舱精准送入预定轨道 。舱箭分离后 , 问天实验舱尾部留有两条圆形的框架 , 这是科研人员为载人航天工程空间站建造任务特地设计的大“沙发” , 靠着软软的“沙发” , “乘客”和火箭分离时更加舒适、安全 。
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北京时间2022年7月24日14时22分 , 搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭 , 在我国文昌航天发射场点火发射 , 发射取得圆满成功 。屠海超 摄
问天实验舱被火箭送到预定位置后要与火箭分离 , 也就是“到站下车” 。据中国航天科技集团一院产品化副主任设计师孙璟介绍 , 以往 , 中国的卫星、飞船等航天器在分离时 , 通常采用包带分离或点式分离装置 , 但空间站舱段这类“乘客”大、高、重 , 包带无法固定住 , 点式分离在规模较大的应用中 , 可靠性会有所降低 。
为了让空间站舱段能够安全“下车” , 研制团队经过近10年的努力 , 研制了一项新的舱箭分离装置 , 既能“绑”得住大直径的空间站舱段 , 又能快速、可靠、无污染分离 。然而 , 在做分离试验时 , 研制团队发现新型分离装置对分离面的瞬间冲击高达30000G , 这相当于重量1吨的汽车以每小时100千米的速度撞向墙面时所产生的冲击力 。
孙璟指出 , 空间站舱段有许多陶瓷、光学器件 , 对冲击的感受尤为敏感 , 这种量级的冲击 , 会让“乘客”乘坐得“不舒服” , 还有可能损坏较脆的零部件 。
如何在确保安全分离的同时尽量将分离过程中的冲击降到最低?研制团队为空间站舱段设计了一款圆形“座椅” , 并敲定“座椅”摆放的最优位置 。该“座椅”由两条圆形隔冲框组成 , 内部引入“颗粒阻尼”等新技术 , 让分离冲击在颗粒体的摩擦和碰撞中 , 迅速地耗散动能 , 把冲击降低10倍左右 , 使“乘客”在进入太空的旅途中都感觉像坐在“沙发”上一样舒适 。
2021年4月29日 , 空间站天和核心舱曾坐着这款“沙发”前往太空 。今年 , 问天实验舱同样享受了这项服务 , 由于实验舱更高更大 , 设计人员还为它“定制”了更多优化设计 , 以适应它在热环境、使用以及接口的变化 。
【问天实验舱为何坐着“沙发”上太空?】据悉 , 这款大“沙发”也为火箭增加了100多公斤的重量 , 但作为中国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭 , 长五B火箭有足够的运力轻松“驾驭” 。
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