游本鳳
對于載人航天來說,不僅人命關(guān)天,更要把“以人為本”放在第一位。
要讓航天員經(jīng)常吃上濕熱的富有營養(yǎng),而又口感良好的食品,就必須依靠電源的能量來加熱。如何保證充足的電量,這是航天科技人員事先必須要充分考慮到的。如果把載人飛船比作一座小型城市,電源分系統(tǒng)就像是一個發(fā)電廠,而總體電路就像是一個個供電局,負責(zé)整座“城市”的正常運轉(zhuǎn)與供電。如與天宮一號對接的神舟九號載人飛船電源系統(tǒng)共有三種電源,即太陽電池帆板、鎘鎳蓄電池、應(yīng)急電池。應(yīng)急電池被稱為救命電池,一旦飛船發(fā)生故障,它能夠確保航天員安全返回。
因此,天宮一號在設(shè)計制造時就考慮到上述因素,決定采用國際上最先進的100伏高壓母線電源系統(tǒng)。這樣,基本上解決了兩個聯(lián)合體在空間運行和工作中的大功率用電問題。而為了能讓航天員能吃上熱飯熱菜,科技人員設(shè)計出了更加合適的配電方式,用太陽電池帆板持續(xù)產(chǎn)生的源源不斷的電能來熱飯,既節(jié)約了加熱飯菜的時間,同時又給航天員帶來電源能量充足的安全感。
雖然天宮一號與神舟九號、神舟十號載人交會對接后成功運行已成為過去式,但電源分系統(tǒng)供電正常,在軌工況和技術(shù)狀態(tài)良好,尤其是電源輸出量能和整船負載完全滿足使用需求和總體指標(biāo),這些成熟技術(shù)對航天員駐留天宮二號期間,必將為航天員工作和生活提供一個舒適安全的“太空公寓”。
而對于載人交會對接,人們更關(guān)注的是航天員會做些什么。據(jù)上海航天對接機構(gòu)主管設(shè)計師姚建透露,在對接機構(gòu)故障模式的設(shè)置中,其中有十多項可以讓航天員直接參與故障的處理。而對接機構(gòu)中涉及需要航天員操作的,只有一個捕獲鎖解鎖動作。在對接機構(gòu)中有3對這樣的捕獲鎖解鎖按鈕。對接機構(gòu)捕獲鎖解鎖是在兩個飛行器分離前進行,一般情況下,由地面發(fā)送指令解鎖,但一旦出現(xiàn)解鎖故障,航天員可以采用手動解鎖。為了防止誤動作,解鎖按鈕需要兩只手指從兩邊往中間同時擠壓,再提起操作桿才能完成。
在整個需要航天員的操作設(shè)計中,設(shè)計師們對細節(jié)非常注重。比如為了便于航天員尋找著力點,手動解鎖按鈕的外形設(shè)計是球形的。為了便于航天員操作,設(shè)計人員多次與航天員進行面對面的交流,在對他們進行相關(guān)原理培訓(xùn)的同時,安排他們參觀相關(guān)產(chǎn)品,聽取他們的意見和建議。在部件的外形設(shè)計中杜絕銳邊,同時艙內(nèi)各種材料的選取都采用無毒、無異味的“綠色環(huán)?!辈馁|(zhì),避免對航天員造成各種潛在傷害。在艙內(nèi)顯示飛船狀態(tài)的面板上,不同階段的數(shù)據(jù)采用白色和綠色兩種顏色來顯示,便于航天員的分辨。在各個飛行階段,面板上顯示的數(shù)據(jù)的個數(shù)各不相同,而對接時,顯示面板上只顯示10個參數(shù)。
2013年6月26日,神舟十號飛船成功返回地面現(xiàn)場圖。三位航天員張曉光、聶海勝、王亞平(從左至右)自主出艙后向人們致意。
而為了確保航天員安全返回,首要的是對接機構(gòu)中的12對對接鎖能夠順利解鎖分離。為了確保解鎖的可靠性,對接機構(gòu)設(shè)計人員在地面進行了600多次解鎖試驗,試驗全部成功,無一故障。盡管如此,為了確保萬無一失,他們還是采用了冗余設(shè)計,即每把對接鎖都配備了火工品裝置,一旦兩個飛行器無法實現(xiàn)正常分離,在航天員返回到返回艙后,由地面發(fā)送火工品引爆指令,首先引爆神舟飛船上的火工品,實現(xiàn)強制分離。如果這樣仍不能分離,再引爆天宮上的火工品,確保最終安全分離。火工品的設(shè)計也采用了無污染材質(zhì)。同時為了保證不影響飛行器的姿態(tài),引爆力度也控制在合適范圍內(nèi),以減少振動,不讓航天員感到不適。一切為了航天員,最重要的是確保兩個航天器分離后,飛船能夠安全返回,人員能夠平安落地。