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航天员生命安全重于泰山
确保航天员的生命安全是神舟七号载人航天飞行任务的重中之重。为保证“神七”发射成功和航天员安全回家,设计人员强化安全意识,不断改进思路,优化设计。在“神七”研制过程中,设计师们非常讲究“安全设计”,哪怕是个细微之处,哪怕是几经验证过的技术,他们也要追求万无一失。
座椅提升体现“绿色”理念
在“神五”“神六”返回舱里的座椅都采用火工品爆燃提升的设计,而在“神七”返回舱座椅的设计上一改“从前”,设计人员考虑到尽管飞船的密封性已经万无一失,但是座椅下的一个压力燃气包里的有害气体万一要是发生泄露,后果不堪设想。为了保证3名航天员安全返回,最终确定了用“压缩空气”来取代燃气,并相应地增加了一套“气源组件系统”作为动力源。座椅的提升原理没有变化,只是工作介质采用了安全的气体——压缩空气,这意味着即便发生泄露,也不会对航天员的身体产生任何不利的影响。
小小舱门责任大
飞船的舱门历来被称为“生死之门”,也是研制者关注的焦点之一。无论是航天员出舱进行太空行走,还是返回轨道舱,关好舱门都非常重要。杨利伟首次上太空时,不存在开关舱门的问题;费俊龙和聂海胜再次进入太空,在轨道舱和返回舱中活动,仅仅需要开关一个舱门。而“神七”的任务涉及航天员出舱行走,在执行任务过程中,需要开关好两道舱门。亲身经历过太空飞行的航天员深有体会,开关好舱门,看似简单,实际要完成多项步骤。“神七”上的航天员开关舱门时,要完成开保险锁、开关转动手柄、拉开舱门、给舱门套上保护罩等一套规定动作。
考虑到航天员身着出舱航天服,充压后服装体积会增大,因此设计者把“神七”的通往太空的舱门通径变大了,由“神六”时的750毫米加大到850毫米。在沿用了“神六”舱门的工作原理和设计形式等成熟技术基础上,还进行了十多个项目的改进设计。特别是在主传动链设计上,只要有一个尺寸变动,整个舱门设计尺寸都要随之变动,设计人员为此设计出了80多张图。
舱门打得开、关得上、密封可靠成为三个非常重要的环节。太空环境直接影响到开关舱门,特别是在真空、失重等太空环境下,将舱门打开,并不像地面开关门那么轻而易举。而且舱门若不能保证密封,轨道舱内就无法复压,这意味着两名航天员将无法脱掉舱外航天服,不能回到返回舱。
要百分之百地保证舱门打得开、关得上、密封可靠,必须在地面做真空和高低温环境下的试验验证。2004年,设计人员特意研制了真空热环境舱门开关装置。舱门专用的“真空罐”里,设置了开关舱门的机构,像个机械手在模拟航天员的操作。设计人员为了获得舱门在更为恶劣的太空环境中的数据,在真空环境中,还把温度拉偏到零下45度和零上45度。研制人员通过计算,获得了试验验证数据。自2005年起,研制人员对生产出的舱门和开关机构进行了大大小小的各种试验达数十次。低温环境对舱门开关影响最大,设计人员进一步对舱门进行可靠性试验,在零下20度的低温环境下打开舱门的动作反复做了数百次,得出了可靠数据。