易安论坛

标题: 是谁为航天员拴上生命安全的“保险绳”？ [打印本页]

作者: 自由空间 时间: 2016-10-19 11:48
标题: 是谁为航天员拴上生命安全的“保险绳”？
今年，神舟十一号飞船将乘载两名航天员和天宫二号完成对接，并在太空驻留30天，将达到我国航天史上最长驻留时间。这就需要一套能够维护航天员生命健康，并且可以长期稳定运行的设备。
　　这些外测安全分系统、传感器等设备，就像给航天员生命安装了“保险绳”，确保他们在太空内的安全环境及安全返回。
　　传感器，遍布全身的“神经元”
　　人体最舒适的体表温度是23℃，相对湿度在50%附近……
　　如何在太空中营造最舒适的环境，让航天员在遥远的深空体会到“家”的舒心和温暖，一些可以监测环境的传感器功不可没。
　　“传感器是各类装备最重要的基础支撑之一，被誉为信息化装备的神经元，可以监测火控、伺服机构、发动机等系统的运行参数。传感器一旦失效，就会导致系统无法正常工作，致使装备失去应有的效能。”中国电科传感器专家智文虎介绍说。
　　据悉，自1995年起，中国电科就承担了载人航天工程配套传感器产品的论证和研制工作，配套产品先后参加了神舟一号到神舟十号、天宫一号的飞行任务，均取得了圆满成功。在此次任务中，他们配套了数十种传感器，应用于运载、飞船、航天员三大系统中的遥测、伺服、热控、推进、环控生保、航天服等分系统，配套种类包括压力、温度、湿度、位移、过载、氧气、二氧化碳、离子感烟、电导、呼吸、心电、体温等传感器，随时进行环境监测与控制、航天员生理监测、遥测测量等。
　　以环控生保系统为例，环控生保系统的主要目标是在任务期间维持一个适宜航天员生活的环境，而传感器的功能是监测环境健康，并准确地确定和控制舱内的物理、化学和生物环境及其环境控制系统。“如座舱总压传感器用来测量及调节舱内大气环境压力，氧传感器用来监控舱内氧气含量，温湿度传感器组件用来测量舱内温度及相对湿度，离子感烟探测器、差定温传感器用来监测预报舱内火灾，液满提醒装置用于冷凝水贮箱液满状态的提示，还有减压、泵压、液温等传感器用于各类装置的参数监控。”这些均为航天员的健康、安全、宜居提供了有利的保障。
　　据悉，本次配套的传感器采用高精度、高可靠压力敏感芯体、湿敏元件、气敏元件，实现了传感器核心器件自主可控。此外，通过化学量传感器寿命攻关，解决了敏感材料的抗污染、自身老化、温升、衰减等一系列问题，提高了化学量传感器的长期稳定性与可靠性。
　　逃逸指令接收机，为航天员配上安全的“降落伞”
　　在飞船发射阶段，从火箭点火到船箭分离，虽然只有短短几分钟，但这是航天员进入太空的第一步，也是危险性较大的一个环节。从国际载人航天历史来看，上升段最大的危险来源于火箭。而中国电科研制的外测安全分系统，给航天员生命安全拴上了“保险绳”。
　　“在运载火箭二级箱间段，安装有双频测速应答机、脉冲相参应答机和逃逸指令接收机，它们分别是运载火箭的‘眼睛’和航天员的‘降落伞’，可以实时航迹测量并判定飞行是否正常，保障航天员人身安全。”
　　在发射过程中，一旦飞船在发射或升空过程中发生意外(轨道偏离、点火不正常等)，地面发射中心发出逃逸指令，逃逸指令接收机启动安全逃逸装置“逃逸塔”，3秒钟内将航天员连人带船“拽”离火箭，到达1.5公里外的安全地点。
　　测控通信系统，编织声画传送的“蜘蛛网”
　　面对在轨30天的挑战，没有点“娱乐生活”，何谈快乐工作。
　　为了让航天员生活有张有弛，设计师们在天地通话、视频等方面巧花心思。航天员在轨时不仅可以与地面实现视频互动，还支持地面转播电视新闻、比赛等实时音频、视频信号，并配备了音响设备。
　　“通过建立覆盖海陆空的测控站，建立了飞行器与地面之间唯一的通路;通过通信系统，则可以回传宇航员的声音和画面。这些通信、测控设备的设立，就像一张密实的蜘蛛网，实现了天与地、指挥中心与各个地面站点以及海上测控站点之间的有效连接和协同控制。”中国电科测控通信专家王彬说。
　　据悉，测控设备分布在全国各地，可以完成对飞行器的跟踪、测量、遥控、遥测、安全控制、话音和数据传输等功能，实现了天地间的对话，并将接收到的飞行器上的测量、遥测信息传送给航天飞行控制中心，根据航天飞行控制中心的指令与飞行器通信;通信系统包括卫星通信系统、天地超短波通信系统、数据传输系统、载人航天实况电视系统等，这些设备负责完成任务期间各种测控数据、指挥调度、天地通信话音和视频等信息的顺利传输，构建了覆盖各个站点的地面通信网络，为飞行器发射、运行各个阶段提供测控和通信保证。
　　“有了这个通信测控网，我们就可以在电视上、指挥大厅看到航天员活动画面、听到指挥员与航天员通信的声音，第一时间掌握飞船和各地面站的设备状态。” 王彬说。

欢迎光临易安论坛 (http://bbs.esafety.cn/)