航天员如何从飞船进入空间站

  6月5日，酒泉卫星发射中心，长征二号F遥十四运载火箭将神舟十四号载人飞船精准送入预定轨道，随后成功交会对接，3名航天员入住空间站，开启为期6个月的太空出差生活。

  你知道飞船里的航天员如何进入空间站吗？作为我国空间站建造的“关节部位”，中国航天科技集团有限公司第八研究院（以下简称“航天科技集团八院”）研制的对接机构为航天员入住空间站搭建了一条安全可靠的生命通道。

对接过程堪比“太空华尔兹”

  发射入轨后，神舟十四号载人飞船将踏上追逐空间站的征途，并与核心舱实施自主快速径向交会对接，停靠在“太空母港”天和核心舱预留的航天员专用通道。

  对于此后的一系列动作，航天科技集团八院神舟载人飞船对接机构分系统主任设计师姚建如此描述：随着飞船与空间站组合体逐渐靠近，飞船上的主动对接机构会推出对接环，在精准的控制下与空间站组合体上的被动对接机构实现瞬间捕获；“牵手”成功后，飞船与空间站还存在一定的姿态偏差和晃动，此时就需要通过对接机构内部的各类弹簧元件、可控阻尼机构等来实现能量的缓冲、消耗及姿态偏差的校正，同时确保对接过程中的巨大冲击能量不会对飞船内的航天员产生身体上的过载；待飞船姿态稳定后，主动对接机构会通过收回对接环实现相互拉近，最终与被动对接机构“拥抱”在一起；最后，对接机构通过锁紧12把对接锁，实现飞船与空间站的密封与刚性连接，从而建立起一个安全可靠的对接通道——这时候，航天员就可以依次“下船”，前往空间站了。

  追逐、靠近、牵手、拥抱、共舞……在姚建等设计师的眼中，飞船与空间站交会对接的过程堪比一场“太空华尔兹”，舞姿轻盈曼妙。

80厘米的“太空门廊”

  从飞船进入空间站，并非像我们走进家门一样简单容易。

  稳稳停靠在空间站后，航天员首先要打开神舟十四号飞船返回舱的舱门，来到轨道舱门前。“此时，在轨道舱的前端主动对接机构与核心舱的被动对接机构之间，已经形成一条直径为80厘米、长约1米的通道——这就是航天员进入空间站的‘门廊’，在这里，航天员有足够的空间取出‘钥匙’打开通往核心舱的双重保险门。”姚建介绍道。

  在对接机构研制之初，设计师对标国际先进，采用了异体同构周边式对接机构。据悉，这种对接机构的优点在于对接面直径较大，对接后通道畅通，同时适应性强、承载能力大，可以适应各种吨位的航天器对接；但缺点是重量大、构造复杂，许多缆线、组件、管路等都必须安装在对接机构的周边，给设计和装配工作带来一定挑战。

  为了给航天员提供进出自如的空间，设计师对安装在对接机构上的产品进行集成设计，并参照人机工效学等原理，最终给航天员搭建起一条直径达80厘米的圆形通道——相当于正常房间门的宽度。不仅如此，设计师还在地面进行各类模拟实验，其中一项就是按照航天员体型最大包络，请一位身高1.8米、体重80多公斤的设计师进行现场穿越人机工效评价，以确保航天员通行“感觉良好”。

密不透风的“生命通道”

  对接通道打开后，航天员相当于进入到一个大的密封舱。为了保证航天员的安全，整个密封舱的密封性至关重要，而对接机构框面的密封圈成为关键点。

  姚建介绍，神舟飞船的密封圈采用双圈设计，安装在主动对接机构对接面的T型凹槽内。“这种设计可以确保在零重力和恶劣的空间环境效应情况下，密封圈不会从对接面脱落，使密封性能得到双重保护。”为了实现上述设计目标，设计师对密封圈的材料进行了长达6年的攻关，解决了普通材料在低温环境中的“脆变”以及长期工作后材料老化等一系列问题，最终为航天员打造出一条密不透风的“生命通道”。

  从第一代对接机构到对接机构2.0版本，从对接天宫一号空间实验室到对接天宫空间站，从前向、后向到径向对接，从几十个小时到6.5小时快速交会对接……短短11年间，对接机构圆满完成了20次空间交会任务，以一次次安全可靠的“太空之吻”成就了中国空间站这款金牌产品。

  据悉，在我国空间站建造及运营期间，飞船将进入常态化、高密度发射阶段，而对接机构的配套需求也面临任务重、周期短、质量过硬的要求。为此，来自航天科技集团八院的研制团队正在积极推进对接机构的产品化进程，通过产品定级、组批投产等一系列举措，力争更好地为空间站保驾护航。

  （本报北京6月5日电 本报记者 张 蕾 本报通讯员 李 同 于茂华）