文章來源:中國航天科工集團公司 發布時間:2012-06-25
神舟九號與天宮一號對接,中國的空間站夢想又向前邁進一大步,三位航天員在太空的飲食起居與地球上有什么不同?繼神舟八號飛船之后,中國航天科工集團公司四院研制的“太空廚房”、“太空空調”和“太空醫院”等醫監醫保、環控生保產品再度隨神舟九號飛上太空,為三名航天員打造完美太空生活。
迷你“太空廚房”
只要將分裝好的大米放入一個銀白色的立體容器內,輕輕按下電源開關,再耐心地等上30分鐘,一份香噴噴的米飯便冒著熱氣新鮮出爐。
根據每個人不同的口味需求,只需同樣的步驟,再花上5-30分鐘的時間,一份份諸如“魚香肉絲、宮爆雞丁、水煮魚片”等熱氣騰騰的美味菜肴便做好了。將來如果航天員需要,還可以增加液體加熱裝置,為航天員熱上一杯蘋果汁、果粒橙或純凈水……
這就是航天員在太空中一日三餐享用的部分菜譜。而這些豐富佳肴的烹飪,既不需要家庭生活中的鍋碗瓢盆,更不必航天員親自“下廚”,只需在這個長、寬、高均不足30厘米,重量僅僅4.4千克的容器內全自動地完成,這就是航天科工為載人航天量身定制的迷你“太空廚房”——食品加熱裝置。
看似簡單的食品加熱裝置,卻凝結了四院紅峰廠第四研究室全體成員的心血。
與神八相比,神舟九號上用的食品加熱裝置器件實現國產化,全面升級到中國宇航級標準,可靠性更高,使用壽命更長。然而器件升級并不一件容易的事情。由于器件等級、要求可靠性高,大多都是特殊訂制,能達到標準的生產廠家極少。有時為了一個器件,設計師要調研十幾個廠家,好不容易器件到廠,還要做更為嚴格的考核試驗,器件都是千錘百煉,萬無一失。器件升級之后的太空廚房外表沒有變化,而“心”卻是全新的。
現年66歲的該產品研制負責人亓鑫柱早就到了頤養天年、盡享天倫之樂的年齡,但一片赤誠的航天情結,卻讓他的心一直停留在工作崗位上。
為了防止食品加熱過程中不產生有害氣體、耐150℃的高溫,且壽命達到設計指標要求,亓鑫柱常常在全國各地來回奔波,選擇高可靠器件和特種材料,項目組更是投入全部經歷,一次次進行各種驗證試驗。“一次單項試驗就要200個小時,而一次連續完整的試驗少則20天,多則一個月,中間還不能停頓。”亓鑫柱介紹道,“但為了心中的理想和光榮使命,再多艱辛我們都能應對。”
特殊“太空空調”
飛船內空氣流量的大小、冷熱氣體的交換、溫度和濕度的高低,不僅影響著航天員工作和生活環境的舒適度,而且還對各種設備的正常運轉產生影響。氣體流量調節裝置、航天服溫控調節裝置等作為環境控制及生命保護分系統產品,猶如一部“太空空調”,在航天員的飛行試驗中發揮著特殊的作用。因為太空環境的差異,這部“空調”的設計原理和使用方法與我們日常家用空調大不相同。
氣體流量調節裝置用于飛船軌道艙及返回艙的空氣調節,可以通過電動艙外控制器遠距離控制飛船內的氣體流量大小,保證艙中具有適當的生活、工作環境。為了方便航天員進行操作,項目組經過艱苦攻關,設置了自動電控和手動觸屏輸入兩種模式,同時,還設置了微風、大風、強風等5個擋,航天員可以根據個人習慣以及環境變化,選擇操作模式和適合的風速。
航天服溫控調節裝置則能夠調節航天服內的溫度,確保航天服能夠適應太空驟冷、驟熱的環境,保證航天員的安全、舒適,該產品已為我國載人航天作出了重要貢獻。
微型“太空醫院”
自1993年為“神舟一號”研制醫監醫保系統產品伊始,航天科工四院經過近20年,先后研制了15種產品,在天地間架設起一座能對航天員的各項身體性能指標進行適時“體檢”的全自動化微型“太空醫院”,以實際行動踐行了“宇航事業在我心中,航天員的生命在我手中”的莊嚴承諾,為保證航天員的生命安全,為祖國的載人航天事業作出了貢獻。
此次載人交會對接的成功,對航天科工四院醫監醫保系統產品的可靠性及性能進行了全面考核,為改進完善產品設計生產積累了更為完備的技術數據,為下一步配套研制生產航天員進入空間站進行科學試驗的產品打下了堅實的基礎。
在該院紅峰公司產品陳列室,10余種小至煙盒大小、最大不過成人巴掌大的銀灰色長方體裝置依次排列,這種外形規則、看似簡單的產品,卻能適時監測航天員的心電、呼吸、體溫等生理指標,并將數據自動分析后傳送至地面設備,以便地面人員對航天員的身體狀況進行實施監控。這些裝置就是該廠研制生產的醫監醫保系統配套產品。
醫監生化檢測裝置是該系統配套產品之一,主要功能是將收集到的航天員尿液與生化試劑充分混合后,通過SPR技術檢測航天員尿液中的生化指標,并將采集的數據傳輸給醫學信息管理主機,為航天員醫監醫保提供依據。
該裝置的研制在國內屬于技術空白,無可借鑒技術,項目組查閱大量資料,咨詢專家,通過反復討論修改,最終確定了技術方案。生化試驗從早8點凌晨3點,每隔幾分鐘就要操作一次,最長的時間間隔是8分鐘。在試驗的十幾個小時中,試驗人員薛東峽吃飯、上廁所都要在這8分鐘內完成。一個生化試驗往往要做一個月,打地鋪、吃盒飯、戰通宵,薛東峽說:“產品合格了,我也煉成了鐵人。”
2007年,四院險峰公司與清華大學合作研制質量測量儀,用于在太空微重力環境下實時監控航天員人體質量。此前,只有美國、俄羅斯擁有類似質測儀。
接到任務之初,一道迫在眉睫的難題出現在項目組面前:如何模擬太空微重力環境?項目組創造性地采用氣浮方式模擬微重力環境,進行高精度質量測量和試驗。
在試驗過程中,意料之外的故障也不斷考驗著項目組。一次,質測儀彈簧發生諧振造成測量誤差變大,項目組連夜分析原因,與用戶方協商解決方案。對方要求一個星期內拿出歸零方案來。時間不等人,項目組一起連續奮戰兩天一夜完成故障定位,又在接下來的三天內完成了歸零報告的編制。這三天他們不知往北京打了多少電話,發了多少傳真,單是草稿紙的厚度,摞起來足足有10cm厚,這種拼命精神讓用戶方贊嘆不已。