“梦天”启程打造空间技术研究“梦工场”(2)
梦天实验舱独具的载荷自动进出舱功能,能进一步提高空间站进行舱外载荷实(试)验的能力和效率。梦天实验舱舱内配置了一台载荷转移机构,可以稳定地将货物从舱内送出舱外,或将舱外货物运回舱内。该机构的运送能力达400公斤,单次运送货物包络可达1.15米×1.2米×0.9米,相比航天员“人力带货”,运货能力大幅提升。
跟航天员进出舱一样,货物进出舱也需要经过泄复压过程,即出舱泄压、进舱复压,让舱内外气压环境保持一致。因此对于气闸舱来说,内部空间越大,就意味着在泄复压期间损耗的气体越多。为此,货物气闸舱的外形尺寸根据出舱货物的大小进行了最优设计,2.2米的直径既能保障货物有充足的空间进行安全转运,又能减少气体损耗,提高空间站的气体利用率。
执行货物出舱任务时,航天员先开启内舱门,此时外舱门呈关闭状态,工作舱与气闸舱形成密闭的工作环境,负责搬运货物出舱的载荷转移机构伸进舱内,航天员不用穿舱外航天服就可以开展载荷、货物的安装操作;随后转移机构缩回至气闸舱,航天员关闭内舱门,由地面发出指令打开外舱门,实现货物的顺利出舱。
此外,为了满足将来更大更重货物的进出舱需求,货物气闸舱上还装有我国空间站首个电动弧形方舱门。舱门宽达1.2米,采用全自动滑移设计,可以为货物进出舱提供一条宽阔的走廊。
可在轨释放微小飞行器
除了上述功能外,梦天实验舱还拥有一项特别“炫酷”的能力——在轨释放微小飞行器。舱内专门配置的释放机构能够满足百公斤级微小飞行器或者多个规格立方星的在轨释放需求。
通常情况下,释放机构以组件形式收纳在舱内,当需要执行释放小卫星任务时,航天员可以按照立方星的规格进行在轨组装。“包厢”单次最大载客量为36U(1U的体积是10厘米×10厘米×10厘米)立方星或百公斤级微卫星。立方星安装完成后,“包厢”搭乘载荷转移机构转移到舱外。
其中,微小卫星通过卡槽固定在释放机构上,航天员可以通过控制步进电机运行释放卡槽,再由弹簧机构将微小卫星弹出。立方星初始放置在盒状机构中,通过控制阀门,打开锁住立方星的控制门,然后由弹簧弹出立方星。在这一过程中,释放机构控制器通过精准控制,打开传送之门,将卫星送到“千里之外”。
释放时,航天员先在舱内把微小卫星装入释放机构,释放机构搭乘载荷转移机构将小卫星运至舱外,出舱后,机械臂抓取释放机构,对准指定方向,释放机构再像弹弓一样,把小卫星弹射出去。
此外,梦天实验舱的载荷舱为空间站进行舱外科学实验提供了强大的平台支持。
载荷舱上配置2个展开式暴露平台和1个固定式暴露平台,全舱可提供24个标准载荷工位,能极大拓展空间站开展空间科学实验的能力。
随着更多科学实验任务的开展,空间站载荷供电需求成倍增加。为此,梦天实验舱配备了跟问天实验舱一样的巨型柔性太阳翼。我国空间站基本构型组装完成后,两个实验舱配置的4副太阳翼将打造最强劲的“能量源泉”,使空间站日发电量达到近千度,实现“用电自由”。
(责编:王震、陈键)
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