“航天员”圆满成功！航天员给“问天”装了一套“外挂”

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◎ 杨欣 曹剑峰 科技日报记者 付毅飞

据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年9月17日17时47分，经过约5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬 、刘洋、蔡旭哲密切协同，完成出舱活动期间全部既定任务，航天员陈冬、航天员蔡旭哲已安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。

航天员出舱活动期间，先后完成了舱外助力手柄安装、载荷回路扩展泵组安装、舱外救援验证等任务，全过程顺利圆满，进一步检验了航天员与小机械臂协同工作的能力、验证了问天实验舱气闸舱和出舱活动相关支持设备的功能性能。

这次任务中，航天员又给问天实验舱安装了一套“外挂”。与上次出舱给问天实验舱安装热控扩展泵组不同，这次航天员是为问天实验舱的外载荷冷却回路加装扩展泵组。

问天实验舱那么大，为何要在舱外安装扩展泵组呢？

记者从中国航天科技集团五院了解到，空间站任务长达15年以上，作为冷却回路的关键部件，泵、阀、过滤器、传感器等都需要在轨更换。液路设备必须安装在舱内才能在整流罩的包络之中，而非密封舱塞满设备和管路电缆，如果身着厚重出舱服的航天员钻到非密封舱内换液路设备，作业非常困难。

为此，五院空间站热控设计人员大胆创新，提出了新的思路：在舱内装一套泵阀，用于支持回路的早期运行，再在舱外壁留出机电液接口，上天后，择机在舱外追加一套泵组，即所谓舱外“扩展泵组”。

扩展泵组由泵组和扩展机箱组成。泵组内含有泵、阀门、过滤器、传感器等，装在冷却回路上，用于支持回路的运行。扩展机箱则是用于为泵组提供合适的运行环境，使其免受外部冷热巨变、原子氧侵蚀、紫外辐照、电离辐照、空间碎片和微流星等的破坏，更重要的是实现与舱体机电液的快速连接。扩展泵组安装后，问天实验舱将优先使用扩展泵组，故障或寿命到期后就换一套扩展泵组，舱内的泵组则作为备用，确保空间站在轨稳定运行。

“外挂”方案虽好，但在舱外操作起来也不容易，尤其是要逐一把机电液都与舱体连接起来难度很大。以液路连接为例，断接器内的弹簧力和液体压力都不小，出舱活动本身就不太方面，航天员单靠自身力量很难连上。

对此，五院设计师们开展了大量试验验证，不断完善产品设计，形成了今天航天员所用的扩展机箱。扩展机箱采用“四标准”的思路，即与舱体接口标准化、与航天员接口标准化，与包装运输接口标准化，与内部载荷接口标准化。无论装什么，往哪儿装，操作都简单轻松。

有了它，航天员安装扩展泵组时无需使用任何工具，也不需要精确瞄准或左右移位，只需完成“插入销孔定位，拨锁钩锁定，转手轮插电，拉手柄连液”四个步骤，除去地面人员确认的时间，不到一分钟就能圆满完成任务

扩展机箱还有多项妙用：将机箱内的泵组换成控温阀组就能扩展控温阀组；换成补加组件就能在轨补加液体工质；在地面换成换热组件就能在电测期间为舱内供冷；未来，换成展开式辐射器模块还有望为空间站扩展散热能力。

来源：科技日报

编辑：王程玥

审核：张爽

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