神舟十一號(hào)載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,。這是我國組織實(shí)施的第6次載人航天飛行,，也是改進(jìn)型神舟載人飛船和改進(jìn)型長征二號(hào)F運(yùn)載火箭組成的載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)第二次應(yīng)用性飛行,。那么，神舟十一號(hào)作為改進(jìn)型的神舟載人飛船,，究竟有哪些改進(jìn)之處,？又有什么“黑科技”,？中國青年報(bào)·中青在線記者采訪相關(guān)專家進(jìn)行揭秘,。
太陽翼結(jié)構(gòu)首次中國造
細(xì)心的人可能會(huì)留意到,，在每次載人飛行任務(wù)宣布成功時(shí)，都會(huì)提到這樣一句話：飛船準(zhǔn)確進(jìn)入軌道,，太陽帆板展開正常,，航天員狀態(tài)良好。
這其中的“太陽帆板展開正常”至關(guān)重要,。它意味著,，飛船能夠采用太陽能供給能量,，此后才能逐步啟動(dòng)有效載荷,。
和此前神舟飛船所帶的太陽能帆板不同，神舟十一號(hào)的太陽能帆板是第一次采用國產(chǎn)太陽翼結(jié)構(gòu),。
這一結(jié)構(gòu)由航天科技集團(tuán)公司五院508所研制,。根據(jù)該所的說法，此次,，神舟十一號(hào)太陽翼連接架百分之百國產(chǎn)化,，基板國產(chǎn)化率達(dá)93%，說明該所復(fù)合材料專業(yè)能力,，達(dá)到了國內(nèi)同類復(fù)合材料產(chǎn)品的國產(chǎn)化率最高水平,。
事實(shí)上，這家科研單位之所以能做出這一產(chǎn)品來,，還是“被逼出來”的,。
根據(jù)五院專家的說法，神舟十一號(hào)飛船按照原來設(shè)計(jì)方案一直進(jìn)展順利,，但到了2014年4月,，這一方案遭遇了“進(jìn)口碳纖維等原材料受限”的問題,。怎么辦,？換方案的可能性不大。研制人員下定決心,，使用國產(chǎn)原材料把太陽翼做出來,。
根據(jù)五院專家的介紹,，在研制過程中，五院508所圍繞國產(chǎn)碳纖維,、鋁蜂窩的材料特性開展了工藝技術(shù)攻關(guān),。針對(duì)國產(chǎn)碳纖維工藝性較差、易損傷的特點(diǎn),，研制人員確立了適用于國產(chǎn)碳纖維的一整套工藝方案,，研制出的碳纖維零件的外觀質(zhì)量、外形尺寸,、內(nèi)部質(zhì)量和力學(xué)性能等均滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)要求,。
針對(duì)國產(chǎn)鋁蜂窩芯外形尺寸較小的現(xiàn)況，研制人員則在短時(shí)間內(nèi)突破了大尺寸,、高性能鋁蜂窩芯生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸,，快速實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)蜂窩芯在基板中的無拼接應(yīng)用。
不過，一個(gè)繞不開的問題是,，隨著國產(chǎn)化材料的應(yīng)用,，太陽翼基板和連接架的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性發(fā)生了變化，在同樣的力學(xué)環(huán)境下,，連接架局部的受力情況有所改變,。對(duì)此，研制人員又針對(duì)結(jié)構(gòu)的變化改進(jìn)工藝方法,，降低了產(chǎn)品的缺陷率和不合格品發(fā)生率,。
如今，神舟十一號(hào)飛船的正常入軌,、太陽翼帆板順利展開,，也意味著國產(chǎn)太陽翼結(jié)構(gòu)首次經(jīng)過了在軌驗(yàn)證。
太空也有App
在人們的電腦和手機(jī)中,，一款好的軟件和App可能會(huì)極大地提高工作效率,。神舟十一號(hào)飛船上也有這樣的App——一款由航天科技集團(tuán)公司五院西安分院研制的飛船上的儀表控制器應(yīng)用軟件。
這款A(yù)pp,，不僅匯集了神舟十一號(hào)飛船14個(gè)分系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù),，而且能夠顯示與飛船和航天員相關(guān)的54幅頁面圖，還能夠?yàn)轱w船的自主應(yīng)急返回尋找最佳的落點(diǎn),。
根據(jù)五院專家的說法,，有了這樣一款智能的太空App，航天員就可以一目了然地掌握自己和神舟飛船的所有情況,。
開發(fā)這款A(yù)pp的西安分院研究員張赤萍,，被稱作“神鍵手”。據(jù)她介紹,，在航天員所使用的儀表下方,，有一排分別標(biāo)著姿態(tài)綜顯、地圖環(huán)控,、計(jì)劃熱控,、推進(jìn)等一系列的按鈕。航天員會(huì)根據(jù)飛行任務(wù)的需要選擇相應(yīng)的畫面來顯示,。
在神舟十一號(hào)飛船上,，共有14個(gè)分系統(tǒng)，當(dāng)飛船各個(gè)分系統(tǒng)開始工作的時(shí)候,，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)會(huì)匯集到數(shù)管分系統(tǒng),。張赤萍說，這時(shí),，太空App就開始對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,，并轉(zhuǎn)換為航天員可以直觀識(shí)別和操作的內(nèi)容，最終在儀表上顯示出來。
至此,，航天員就可以通過太空App時(shí)刻直觀地掌握飛船各個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài),。
吳華軍是這款A(yù)pp的另一個(gè)“神鍵手”，他說,，這樣的設(shè)計(jì)更符合人機(jī)工效學(xué)原理,，提高了航天員的工作效率，減輕了航天員的負(fù)擔(dān),。在未來的空間任務(wù)中,，他們還將根據(jù)需要適當(dāng)開發(fā)具有部分娛樂功能的界面，以便緩解航天員的精神壓力,。
飛船“小門神”
在執(zhí)行這次神舟十一號(hào)、天宮二號(hào)任務(wù)過程中,，航天員要在太空飛行30多天,，其間要經(jīng)歷多次穿艙活動(dòng)，都需要打開和關(guān)閉艙門,；航天員在艙內(nèi)時(shí),，維持其正常生活的氣體不能泄漏，艙門是否密封良好具有決定性作用,，因此精準(zhǔn)快速檢測(cè)艙門的密封性至關(guān)重要,。
根據(jù)五院專家的說法，早期的飛船采用整艙加壓,，通過監(jiān)測(cè)艙壓的變化來檢測(cè)艙門的密封性,。這種方法準(zhǔn)確、可靠,，但耗時(shí)較長,，對(duì)于早期無人飛船任務(wù)來說影響不大。
但對(duì)載人飛船分秒必爭的航天員空間試驗(yàn)任務(wù)來說,，卻會(huì)浪費(fèi)大量時(shí)間,，因此迫切需要改進(jìn)檢測(cè)手段，縮短檢測(cè)時(shí)間,。
艙門快速檢漏儀就是在這一背景下研制的,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)艙門和對(duì)接面的快速、準(zhǔn)確檢漏,，填補(bǔ)國內(nèi)在該領(lǐng)域的空白,。也因此，這個(gè)由航天科技集團(tuán)公司五院510所研發(fā)的設(shè)備,，被稱作飛船“小門神”,。
五院的專家表示，“小門神”已成為載人航天飛行器的“標(biāo)配”設(shè)備。其原理很簡單,，當(dāng)艙門關(guān)閉后,，門體上的兩道密封圈與門框之間會(huì)形成一個(gè)小空間，這時(shí),，“小門神”利用了艙門的特有結(jié)構(gòu),，向小空間內(nèi)充入一定量的檢測(cè)氣體，通過監(jiān)測(cè)小空間內(nèi)壓力的變化,，來判斷艙門的密封情況,。
如果發(fā)生泄漏，艙門快速檢漏儀會(huì)立刻發(fā)出報(bào)警指示,。形象地說,，它就像個(gè)衛(wèi)士一樣，告知“家”的主人——航天員：“門沒有關(guān)好,，存在危險(xiǎn),，您暫時(shí)不能入住?！焙教靻T對(duì)艙門進(jìn)行處理,，經(jīng)過再次檢漏合格后，才能順利入住艙內(nèi),。
根據(jù)中國載人航天工程辦公室的說法,，到2020年前后，中國將在太空中建成自己的空間站,。在五院的專家看來,，“小門神”艙門快速檢漏儀在載人飛船上的成功應(yīng)用，將為空間站等后續(xù)航天器艙門和各種對(duì)接密封面檢測(cè)積累經(jīng)驗(yàn),。