新“外衣”可抵御120℃溫差 神舟十二號載人飛船科技升級

　新京報快訊（記者 李玉坤）6月17日，神舟十二號載人飛船在酒泉衛星發射中心發射成功。

　　時隔五年，神舟飛船再一次護送航天員往返天地，與幾年前相比，這次神舟飛船多了更多的黑科技“護身”。

　6月17日，搭載著神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運載火箭在酒泉衛星發射中心點火升空。/IC Photo

　　看點一

　　嶄新“外衣”可抵抗高能紫外輻照

　　與身著灰色調外衣的“前輩”相比，神舟十二號載人飛船一身銀閃閃。這件亮麗的“外衣”，就是由航天科技(8.600, -0.27, -3.04%)集團五院529廠歷時兩年精心研制的一款新型低吸收-低發射熱控涂層。

　　和以往神舟載人飛船的任務相比，這次神舟飛船在空間站停留的時間更久，面對的空間環境也更加惡劣。屆時，神舟十二號載人飛船迎向太陽側的艙體表面溫度將達到90℃，而背向太陽側的艙體表面溫度則將達到-30℃。這種溫度差將使飛船內部的空氣溫度產生嚴重波動，航天員的生活環境與多種精密設備在艙內將受到影響。

　　除了溫度的問題，長時間的太空停留，還會使飛船經歷持久的空間高強度紫外照射，以及多種帶電粒子配合高速原子氧的不斷轟擊，材料損耗將非常嚴重。

　　這件學名為低吸收-低發射熱控涂層的“外衣”，是一種噴涂在航天器外表面的熱控制材料。它具備對太陽輻照的低吸收強反射能力，可以大大減少飛船受太陽長時間輻照的內部溫度升溫現象，再通過極低的紅外發射特性，在飛船處于背陽面時減少輻射漏熱，大大減緩艙內溫度下降速率，起到保溫效果。

　　當然，這款“外衣”還要能抵抗空間中時時刻刻的高能紫外輻照、原子氧轟擊以及多種高能粒子與電離輻射的攻擊，為神舟十二號載人飛船提供全方位的外部保護屏障，全天時無間斷全效防護。

　　看點二

　　艙門快速栓漏儀保障出艙安全

　　在空間站任務中，航天員要從神舟十二號飛船進入到空間站核心艙，其間要經歷多次穿艙活動，都需要打開和關閉艙門。維持航天員在艙內生存的氣體絕對不能泄漏，精準快速檢測艙門的密封性至關重要。

　　艙門檢漏儀的作用就是檢測神舟飛船的艙門是否達到了密封狀態，它通過內部的核心傳感系統，感受壓力和溫度的變化，在很短的時間內判斷艙門是否關閉完好，并向航天員提供“艙門已關好，可以脫航天服”的指令。

　　早期的神舟飛船是整艙加壓，通過檢測整艙艙壓變化來判斷艙門的密封性，這種方法雖準確可靠，但耗時長。航天科技集團五院510所研發的艙門快速檢漏儀正是在這一背景下進行改進的，實現了對神舟飛船艙門和對接面的快速、準確檢漏，填補了國內在該領域的空白。

　　目前，艙門快速檢漏儀已經成為載人航天器的“必需品”，為航天員艙內活動提供堅實的安全保障。

　　看點三

　　用顯控、語音、手控儀表操控飛船

　　作為我國載人航天器儀表設備的主要承制單位，航天科技集團五院510所為我國神舟系列載人飛船提供了種類豐富的艙內顯控、語音、手控設備。

　　綜合顯示單元和時間單元作為飛船終端顯示儀表，為航天員提供飛船運行過程中各分系統參數數據、事件、AD采集數據、時間信息等內容顯示，并配備緊急事件燈窗進行輔助顯示。

　　發聲單元作為飛船終端語音儀表，為航天員提供飛船運行過程中重要事件和飛行計劃的提示以及各類報警信息的語音播報。

　　手控左/右面板單元作為飛船手控終端儀表，為航天員提供飛行期間手控控制 GNC的專用控制面板，支持手動運動控制指令的發送。

　　編碼指令設備作為飛船終端控制儀表，為航天員提供必要的操縱、控制飛船的人機界面，支持手控指令集控制數據的輸入。

　　手控右艙壁單元和開關指令板，在飛船飛行期間航天員著航天服被束縛狀態時，為其提供必要的操控界面，并具備聲、光反饋功能。

　　看點四

　　定位搜救飛船返回艙

　　神舟飛船在執行與空間站交會對接任務后，返回艙將帶著航天員和下行貨物“回家”，如何快速而準確地找到返回艙，直接決定著整個任務的成敗和航天員的生命安全，這就用到了航天科技集團五院510所研制的國際救援示位標和微波重力水平開關等產品。

　　國際救援示位標集定位信息獲取、數據處理、編碼調制發射于一體，具有高定位準確性，可實現緊急狀態下救援的可靠性和實效性。返回艙落地后，國際救援示位標會發射無線電信標信號，猶如大海中明亮的燈塔指引著方向。這種信標信號符合國際通用標準，能夠被岸站遍布世界各地的全球海事衛星搜救系統所識別，從而確保搜救人員能夠快速找到返回艙。

　　該所自主研制的微波重力水平開關從神舟七號載人飛船開始，就成功應用到神舟系列飛船和嫦娥探月等各類型號任務中。返回艙的通信天線有兩路，由于艙體落地后的姿態是不確定的，為保證通信質量，需要自動接通相對水平面較高的一路天線，同時斷開另外一路。比起神舟系列飛船早期使用的、有可能污染飛船并危害航天員健康的進口單刀雙擲汞開關，微波重力水平開關采用的是更為先進可靠的電控技術，通過測量天線敏感軸的重力分量，來表征天線敏感軸與水平面的夾角，實現自動切換通信天線方向，技術指標和安全性、可靠性均優于進口的汞開關。

　　看點五

　　碳纖維材料操縱棒是航天員手臂“延長器”

　　在飛船發射和返回過程中，航天員的身體被牢牢束縛在座椅上，身體不能前傾以完成對儀表板上各設備的操作，為解決這一難題，操縱棒應運而生。

　　操縱棒把手是根據航天員手掌正常抓握狀態進行賦型設計的，外部輪廓曲面完美貼合航天員掌心，極大滿足航天員操作過程中的舒適度要求。操縱棒桿體設計為可無極伸縮式，航天員可以根據現場條件在一定范圍內任意調整操縱棒的長度。同時桿體采用高強度碳纖維材料，比強度高，手感舒適。

　　神舟十二號載人飛船發射成功后，搭載的航天員將成為天和核心艙首批“入住人員”，并在軌駐留三個月，開展艙外維修維護、設備更換、科學應用載荷等一系列工作。

　　看點六

　　應答機“瘦身”，體積、重量僅是神舟十一號應答機的一半

　　在載人飛船測控與通信產品家族里，最重要的兩名成員當屬應答機和空空通信機了。應答機用于傳輸船-地之間的遙測、遙控、話音及測軌數據。空空通信機建立與空間站核心艙之間雙向通信鏈路，主要傳輸圖像、話音及定位數據等。

　　根據空間站工程任務需求，本次飛船所使用的應答機及空空通信機增加了數據下行鏈路帶寬，但需具有更輕的重量，更小的體積和更高的可靠性。

　　中國航天科技集團八院電子所產品技術負責人金駿介紹，在應答機產品初步方案設計時，采用最新的射頻微波集成電路技術，將原來的分立元器件升級為集成器件。“這樣不但減少了元器件的數量，還減小了產品的體積和重量，神舟十二號應答機的體積和重量，僅是神舟十一號應答機的一半。”金駿說。

　　空空通信機的“瘦身”優化設計方案，采用了硬件功能軟件化的思路，不同需求采用選擇不同軟件配置項。針對不同的工作模式，中頻信號處理模塊采用硬件通用化設計和軟件無線電技術實現對中頻信號的信息提取和基帶處理功能，最終空空通信機重量減少1/3，體積減小1/2，同時產品研發時間更短、產品調試效率更高。

編輯：馮靖淼 責編： 編審： 監制：