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全舱安排!“四川航天造”让中国空间站更“巴适”!
发布时间:2021-04-30 12:03:40    来源:封面新闻    责任编辑:何娟

吴方黎  张子超 封面新闻记者 杨晨

4月29日11时22分,滨海小镇文昌沸腾了!长征五号发射升空,将我国空间站核心舱——“天和”送入苍穹。人群中发出的热烈欢呼汇聚成声浪,与火箭刺破云霄的轰鸣天地呼应,音波滚滚、震动海天。

空间站七院试验分队

“天和”发射正式开启了中国人的空间站时代,地处成都的中国航天科技集团第七研究院(以下简称“七院”)打造的多款“四川制造”深度参与其中:物资管理分系统、火工装置、环控生保装置、伺服机构、箭上电缆网……超150余种、近6000件产品,遍布空间站、运载火箭以及地面设备。

692厂:生产产品

好管更好用,“最年轻”分系统上线

正在发射现场的七院宇航型号技术负责人陈粤海心情紧张,由他和团队倾尽10年心血研制的物资管理分系统将在核心舱入轨后迎来“大考”。

物资管理分系统是空间站15个分系统中“最年轻”“最感性”的“新力军”, 负责空间站所有物资的全生命周期管理及舱内在轨驻留辅助支持保障产品研制,是七院自主设计、研发的系统级产品,对该院深度参与宇航重大工程任务具有标志性意义。

“‘年轻’是较其他系统来说,物资管理分系统立项时间最晚、研制周期最短。”陈粤海打开了话匣子,“直接关系航天员‘吃喝拉撒睡’,要考虑美学、工效学、色彩学,营造出宜人的舱内生活环境,也因此说它最‘感性’。”

“相关文献凤毛麟角,研制之路几乎两眼一抹黑。”面对未知,平均年龄不到33岁的核心团队从零开始,勇敢出征。

大到仪器设备,小到螺丝螺母,上万件的核心舱物资,以及后续对接舱段的所有物资,物资管理分系统都要管。为此,团队引入了时下最流行的自动识别技术——RFID技术,物体之间可以通过无线电波不接触快速交换和存储信息。这项在地面广受热捧的技术,“搬”上太空却遭遇不少麻烦。空间有限、电力珍贵、设备抗干扰要求极高……这一系列约束条件,让团队彷佛带着“镣铐”跳舞。

7105厂:讨论焊接工艺

七部软件室主任张志介绍,“仅软件就更新过10个版本,有3次是完全推倒重来。”经过设计师们针对性改进,“太空版”RFID技术“横空出世”。航天员手持的RFID读写器如“磁铁”一样,将物资信息“吸”进来,舱内仪表和读写器终端实时更新物资的数量、状态、位置等信息,提示即将到期或需增补的物资。当航天员需要某件物品,系统会自动会计算出最优取用路线,并进行三维可视化引导。同时,物资信息也将备份在地面数据库中,确保天地数据的一致、可靠。

好管更要好用。评价是否“好用”的人机工效学是一道必须要迈的门槛。“要预想、模拟航天员使用物品时的全部动作,让航天员用得方便、用得安全、用得省心。”总体设计师冯琦坦言,工效学评价着实“折磨”了团队一段时间。空间站设备24小时运转,会产生一定噪音,睡眠区要降噪,让航天员睡个安稳觉;物品不能有尖角、孔洞要避开手指易触及的位置;用于提示物品使用方法的标识字体、大小、粗细、位置都有明确规定。

此外,团队还专门打造了电子交互手册,利用VR技术,介绍舱内单机的用途和功能,并对其使用和维修进行动画演示,方便航天员快速掌握。

设计师王广伟

被吹毛求疵的产品,才有上天的资格

“在核心舱内,能直接看见的东西几乎都是我们研制的。”总体设计师王广伟如此描述七院研制的产品。货包、内饰板、隔声降噪内饰层、工作支持设备……它们品类多、跨度大,都是航天员生活工作的必备品。

乍看之下,这些产品的外形朴素得出人意料,但研制之难也出人意料。对远离地球、空间密闭、环境特殊的空间站来说,航天员的生存环境是重中之重,对产品材料要求可算得上是吹毛求疵——不生霉点、不长细菌,火烧不起来、抗得了静电,闻不出味、结实“耐造”。

但培养一个全能冠军谈何容易。装载食品、仪器设备的货包就是其中的典型。用设计师自己的话说,“满足两三个要求很容易,满足所有要求的跑遍中国也没找到。”

前往高校碰撞智慧、去专业厂家学秘籍招式,设计师开始了自主研发之路。曙光无数次破灭,又在坚持中再次来临。大家每天拿着不同类别的纤维,在成百上千次的试验里,确定了以壳聚糖纤维——一种从蟹壳中提取的天然抗菌生物材料为基础,混纺抗静电、阻燃等多种性能纤维的设计方案,终于制作出集多种“才华”于一身、能够全方位保障航天员健康和物资安全的纺织材料。

除了材料,产品结构同样吹毛求疵。在天上,每一克载重都异常珍贵。内饰板,这个铺满空间站每一寸,方便航天员在失重条件下行动的关键产品,身段既要轻量,又要“拽实”。

一种三明治结构的内饰板由此而生。虽然上下两层蒙皮厚度不到0.5毫米,可谓薄如纸,但在碳纤维、玻璃纤维的加持下,品质坚韧。夹层是内饰板高强轻质的关键,它被特意设计成蜂窝芯结构,每平米内饰板不超过3公斤。

目前空间站所用的最厚内饰板仅有大拇指粗细,制作成直径30厘米的圆柱,承重30公斤毫无压力。“换句话来说,将内饰板制作成常见的高脚圆凳面板,一名3岁的小朋友拿得起,一名10岁的小男孩压不塌。”结构设计师齐焕章解释道。

十年圆梦路,七院在空间站上应用的多项技术达到了国内领先、国际先进水平,其中获得专利23项,3项成果荣获四川省科技进步奖。2019年,七院宇航团队被人社部、工信部等五部授予“中国载人航天工程突出贡献集体”。

7111厂:检测伺服产品

无悔付出 让梦想照进现实

见识过北方-14℃寒风,也遭遇过南方暴雨拦路,结构设计师黄华政在筑梦天宫的过程中,跑遍了半个中国。曾经在2天里天上飞、地上跑,成都、深圳、广州、上海连着转,行程超过5000公里,相当于从我国最南边到最北边。不过在黄华政眼里,这都不是事。这个稳重的汉子拥有航天人最浪漫的梦想——拥抱星辰大海。和他一样,想要把梦想照进现实的人,还有许多。

“七院作为远离北京总体的分系统单位,响应速度一点不受影响。”调度何鑫说出心里话。接到紧急开会通知,当天就乘坐28小时火车赶往北京几乎是所有人的共同记忆。但大家更乐意谈及的,是曾经以小时为单位排进度,24小时连轴转,硬是把研制周期从45天压缩至25天,确保整体试验进度的骄人战绩,是听到任务成功时那颗雀跃的心。

对于空间站七院分队队长徐小明来说,这是一段虽然艰难,却忘却艰难、专注前行的经历。十余年来,空间站研制计划、生产调度、经费测算、问题归零……大大小小的问题伴随着他一路走来。奔波和加班是他的常态,一年至少有1/3的时间都在外出差。

2019年,出差期间母亲因病去世,没能见到母亲最后一面,成为徐小明心中永远的痛。没了母亲的照顾,年近八旬的老父亲身体每况愈下。一边是国家重大任务,一边是年迈的父亲,徐小明清楚国与家的分量,怀揣着梦想奔波在筑梦路上。

所有付出,都不会被辜负。今天,“天和”出发去星河,四川航天人与万众一起,深情仰望星空。留守在龙泉大本营的冯琦,特意穿上了平时最爱的衣服——试验队工作服,他说自己特别爱看发射,因为每一次成功,都是航天梦坚定、稳健向前走的证明。29年前,中国将载人航天工程列入国家计划, 29年后的今天,中国在星空里建立家园。

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