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航天丨溫控“戰(zhàn)甲”助飛天

   日期:2022-06-06     來源:光明日報 航天529廠    瀏覽:294    
  “落紅不是無情物,化作春泥更護(hù)花”,雖然涂層已經(jīng)不完整了,雖然它的使命已經(jīng)結(jié)束,但是它為守護(hù)神舟十三號乘組長期在軌工作起到了十分重要的作用。

  4月16日,神舟十三號成功執(zhí)行了我國載人飛船首次6個月在軌工作任務(wù)返回地球。6月5日,神舟十四號也已接到接力棒,開始新的征程。

  為了保障航天員常態(tài)化的長周期在軌工作,廣大航天科技工作在很多方面開展了技術(shù)攻關(guān),其中一個就是長周期大溫差下的艙體溫度控制。

  在空間站建造階段,由于神舟飛船徑向?qū)拥哪J脚c空間站組合體飛行任務(wù)的姿態(tài)特點,飛船會被其他艙體持續(xù)遮擋,從而長時間處于太陽無法照射的極低溫度環(huán)境,最低溫度甚至?xí)黄屏阆?00 ℃。同理,當(dāng)空間站組合體處于某些構(gòu)型時,飛船的局部區(qū)域又會持續(xù)受到太陽輻照,最高溫度可以超過零上100 ℃。上述外部極端高低溫環(huán)境,給航天員的健康和飛船設(shè)備的正常工作帶來嚴(yán)峻考驗。

  針對控溫難題,來自航天科技集團五院的飛船設(shè)計師利用“宇宙空間以熱輻射為主要熱量傳導(dǎo)方式”的特點,突破了飛船外表面熱控涂層光熱性能選擇性設(shè)計與調(diào)控、熱控材料空間穩(wěn)定性設(shè)計等關(guān)鍵技術(shù),為空間站建造階段的神舟飛船家族設(shè)計并研制出一款神奇的控溫“戰(zhàn)甲”——低吸收—低發(fā)射型熱控涂層。“其中,低吸收就是涂層材料自身具有較低的太陽光吸收特性,可有效減弱太陽輻照導(dǎo)致的溫度升高;低發(fā)射則是涂層具有較低的紅外發(fā)射率,可有效阻隔飛船內(nèi)部向外部深冷環(huán)境的輻射漏熱,避免艙內(nèi)溫度不斷降低。”飛船設(shè)計師介紹,根據(jù)飛船的結(jié)構(gòu)、功率及空間熱環(huán)境特性,對吸收及發(fā)射性能進(jìn)行特定設(shè)計,最終形成了在長期極端高低溫外部環(huán)境下飛船艙內(nèi)依然處于適宜溫度的控溫“戰(zhàn)甲”。

  事實上,在神舟十三號執(zhí)行任務(wù)的6個月的時間里,航天工程師們不斷進(jìn)行著在軌溫度監(jiān)測,獲取了神舟十三號飛船飛行期間的整個艙內(nèi)外溫度數(shù)據(jù)。在超過200℃的大溫差與長期低溫以及強輻射的空間環(huán)境中,神舟十三號載人飛船的艙內(nèi)環(huán)境溫度控制在18~26℃,為航天員營造了舒適的溫度環(huán)境,新型控溫外衣成功經(jīng)受住了長期的在軌考驗。

  4月16日,神舟十三號順利返回地球。還記得返回艙那金光閃閃的樣子嗎,那其實正是神舟飛船新型熱控涂層返回地球時,與大氣層高速摩擦后氧化燒蝕后的樣子。

  “落紅不是無情物,化作春泥更護(hù)花”,雖然涂層已經(jīng)不完整了,雖然它的使命已經(jīng)結(jié)束,但是它為守護(hù)神舟十三號乘組長期在軌工作起到了十分重要的作用。

 
 
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