7月24日14時22分，海南文昌航天發(fā)射場，搭乘長征五號B運載火箭，20噸級的“問天”實驗艙順利發(fā)射升空。隨即入繞地400公里高度軌道，與天和核心艙成功交會對接。
中國空間站首次在有人狀態(tài)下迎接航天器的到來，這也是中國空間站建造階段具有里程碑意義的重大事件。
電視直播中的消息傳來，遠在四川的中國航天科技集團有限公司第七研究院第七設計部(簡稱“航天科技七院七部”)爆發(fā)出熱烈的掌聲。“成了!成了!”看著火箭騰空，正在發(fā)射場做技術支持的航天科技七院七部設計師馮琦和于馨怡心情激越。
為了這一刻的成功，他們已經為之準備了數年之久。
七院七部是空間站的“精裝大師”和“智能管家”。全球觀眾通過艙內攝像機看到的，都是空間站物資管理分系統(tǒng)研制團隊的產品，在軌所有物資的使用都需要分系統(tǒng)的管理系統(tǒng)。
承擔空間站物資管理分系統(tǒng)研發(fā)任務11年以來，七院七部一直致力于在空間適居技術方向的深入探索。從“天和”核心艙到“問天”實驗艙，他們一步步改進，優(yōu)化航天員的空間生存環(huán)境。
敢于超越!噪音控制技術超越國際空間站
空間適居是指組成載人航天器的艙內環(huán)境、輔助設備能夠保障乘員長時間健康居住和高效工作。噪聲控制，正是空間適居技術能力的體現之一。安靜溫馨的問天睡眠區(qū)看似平常，但卻凝聚了七部宇航隊伍的汗水和智慧。
國際空間站盛名素著，是各國航天技術學習的榜樣。但其睡眠區(qū)噪聲指標卻超過了50分貝。
50分貝是一般普通室內談話的聲音。航天科技七院七部宇航項目技術負責人陳粵海提出：“我們要敢于超越!這樣的噪聲環(huán)境并不真正舒適。”
七部宇航團隊從最基礎的材料入手，提出了滿足太空環(huán)境下抗菌、防霉、阻燃、隔音降噪等多約束條件的材料方案，建立了空間適居材料體系，填補了國內長期駐留高可靠高安全性適居材料空白。最終，“天和”核心艙睡眠區(qū)的噪聲指標控制到了50分貝以下。
問天實驗艙作為后發(fā)艙段，并不滿足于這個數字，分系統(tǒng)和總體單位深入溝通協(xié)調，對作為在軌備份的“問天”睡眠區(qū)不斷開展布局優(yōu)化，反復開展驗證試驗并持續(xù)改進。最終，“問天”實驗艙睡眠區(qū)的噪聲指標進一步降低，可以保證航天員高質量睡眠。
此外，“問天”艙內工作區(qū)噪音也不超過60分貝，艙內溫度約24攝氏度，濕度約40%。
活動空間增大，內裝再升級
“問天”實驗艙曾作為“天和”核心艙的備份，二者區(qū)域配置類似。“天和”目前已經在軌運行一年多。
物資管理分系統(tǒng)產品種類多、數量大、人機界面交互性強，每一件都跟航天員在軌工作生活息息相關。為了讓“問天”實驗艙的內飾和物資運載“更上層樓”，讓航天員們的太空生活更有品質，七院七部的設計師們可沒少花心思。他們讓曾經在軌駐留的乘組航天員為“問天”實驗艙“內裝”改進提需求。
“能否讓活動空間再大一些?”航天員反饋。設計師們就為實驗艙睡眠區(qū)的富?？臻g增加儲存接口，擴容效果明顯。“問天”實驗艙內，航天員自由活動空間近50立方米。配置了3個航天員睡眠區(qū)、1個全功能衛(wèi)生區(qū)兼儲物間。
衛(wèi)生區(qū)的優(yōu)化也是一項大工程。七部科研人員就結合航天員各狀態(tài)下的體位參數，針對在軌使用狀態(tài)、在軌存儲狀態(tài)的不同，設計了衛(wèi)生區(qū)的布局。
在遇到需要在軌堵漏等緊急情況時，“問天”衛(wèi)生區(qū)的弧板可以在軌拆卸。為了便于在軌操作，特別設置了可以避免零件在軌漂浮的“小機關”和對位標識。
七院七部問天物資管理分系統(tǒng)副主任設計師馮琦說，這些設計看起來簡單，但是否真的便于在軌操作，還是要考慮失重環(huán)境下人體肌肉骨骼力學和視覺特性開展設計。為此，他們還專門開發(fā)了一套航天員在軌生活和任務執(zhí)行的地面前置數字孿生系統(tǒng)。
試驗艙內，空間和載荷是最寶貴的。每一步改進，都要在細微處精打細算。“每一個貨包、每一個組件，都經過了海量的模擬和計算，為了求出空間站上物料排列組合的最優(yōu)解，我們的設計精度堪比在米粒上雕一幅山水畫。”于馨怡介紹道。
發(fā)射前，遇到返修新難題
為了更好支持航天員在軌工作，圓滿完成任務，空間站總體對各分系統(tǒng)的要求十分嚴格。僅在發(fā)射場第二階段，分系統(tǒng)就參加了40多場班前會及日調度會，復核了20多份風險識別控制及可靠性報告，修改提交了10余版質量復查報告，這些都是“問天”實驗艙成功發(fā)射必不可少的基礎。
但突發(fā)狀態(tài)也不可避免，“為了更好地拍攝艙內狀態(tài)，現在內飾板上的相機安裝孔需要適當拓寬。”在即將開展艙內狀態(tài)確認的一周前，總體單位提出了返修需求。
又是一個新難題。七部試驗隊員立即與總裝單位進行討論分析，在明確使用需求及返修方案后，立即聯(lián)系負責該產品加工維修的工人。但當時正逢北京疫情期間，快遞物流周期大大延長，而且即使工人來到了文昌，也需要7天集中隔離。
時間不等人，在發(fā)射場中更是如此。各個分系統(tǒng)耽誤的每一分每一秒，都直接影響著整個問天實驗艙發(fā)射的時間節(jié)點。
“天津分部的工人能完成返修工作嗎?沒有問題的話，請馬上安排他來文昌。”“立即確認天津濱海新區(qū)抵達文昌后的疫情管控措施。”“聯(lián)系試驗隊調度組長，辦理出廠手續(xù)，工人一到位我們就把內飾板交到他手上。”……
一通通電話穩(wěn)步推動著返修工作的開展，最終在接到返修通知后的第五天順利完成交付工作。首次參與發(fā)射任務的于馨怡感慨：“發(fā)射場任務中，有風有雨是常態(tài)，風雨無阻是心態(tài)，風雨兼程是狀態(tài)!”
“逐夢豈懼星河遠，丹心耿耿寄問天。”陳粵海說，星河縱然遙遙萬里，敢于逐夢的宇航設計師仍然壯心不已。“問天”已經成為昨天的功勛，勇于探索的宇航設計師仍將在空間適居的道路上不懈探索。
郭蕓蕓 川觀新聞記者 徐莉莎
編輯：郭成
