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翼閘:感受航天員的心跳與呼吸
此次神九飛天,坐在上面的翼閘3名宇航員的心跳、體溫、呼吸等多項(xiàng)體征數(shù)據(jù)時(shí)刻處于地面的監(jiān)控之中。相隔萬里之遙,我們卻能感受航天員的心跳。這主要是中國電科研制的心電傳感器的功勞。據(jù)了解,對(duì)航天員體征實(shí)施密切監(jiān)測的心電傳感器第一次應(yīng)用于神九。心電傳感器的外形與普通醫(yī)用心電設(shè)翼閘備相似,但重量更輕、精度與可靠性表現(xiàn)更為卓越,在航天員翼閘執(zhí)行任務(wù)的全過程不間斷地提供多項(xiàng)重要體征數(shù)據(jù),通過與其它監(jiān)測信息匯總,可以得出一系列重要分析結(jié)果以供參考。
傳感器作為各種信息數(shù)據(jù)的采集源頭,發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。中國電科一直致力于為載人航天工程配套豐富的傳感器產(chǎn)品,在此次神九與天宮對(duì)接任務(wù)翼閘中,他們提供的眾多傳感器翼閘產(chǎn)品幾乎覆蓋了含運(yùn)載火箭、神九飛船、天宮一號(hào)艙翼閘體、航天員系統(tǒng)在內(nèi)的全部工程,執(zhí)行著飛船姿態(tài)、艙內(nèi)外環(huán)境、航天員體征、返回艙控制等復(fù)雜的監(jiān)測和控制任務(wù)。
應(yīng)用在神九上面的傳感器產(chǎn)品表現(xiàn)出三個(gè)方面的特點(diǎn):
響應(yīng)速度更快
傳感器好比人體的神經(jīng)系統(tǒng),萬分之一秒的響應(yīng)時(shí)間就可能關(guān)系到太空任務(wù)的執(zhí)行和航天員的健康安全。研發(fā)人員一直以最大程度地提高翼閘傳感器響應(yīng)速度、贏得時(shí)間視翼閘為重要使命。科研人員對(duì)神州九號(hào)使用的部分產(chǎn)品進(jìn)行了優(yōu)化,通過改良傳感器外殼材料,改進(jìn)感應(yīng)探頭結(jié)構(gòu)等方法,進(jìn)一步提高了傳感器對(duì)航天員體征變化的響應(yīng)速度,能翼閘夠更加快速準(zhǔn)確地反饋航天員的健康情況,為及時(shí)處理各種突發(fā)事件和航天員體征異常等情況爭取寶貴時(shí)間。
舒適度更高
與一般地面使用的傳感器產(chǎn)品不同,太空中與航天員身體直接接觸翼閘的傳感器的舒適性,不僅關(guān)系到航天員操作使用的便宜性,更在極端的太空條件下直接關(guān)系著航天員的生命安全。為了最大程度的滿足舒適性要求,研制人員反復(fù)模擬試驗(yàn)各種極端條件,從外形、質(zhì)量和觸感等方面都做出極其細(xì)致的設(shè)計(jì)和調(diào)整。為了追求部分產(chǎn)品外形的精密要求,翼閘工藝人員在樣品制作過程中,翼閘甚至放棄使用通用制造設(shè)備,依靠精湛的技藝手工制作,達(dá)到了機(jī)械設(shè)備難以滿足的技術(shù)和精度要求。
可靠性極高
飛船工作環(huán)境具有大溫差、強(qiáng)輻射、強(qiáng)震動(dòng)、高真空和高速運(yùn)動(dòng)等特點(diǎn),惡劣的工作環(huán)境對(duì)宇航設(shè)備提出了極高的可靠性要求。此次任務(wù)中翼閘部分飛船外部使用的傳感器產(chǎn)品在可靠性方面有了很大的提高,例如中國電科提供的一種用于艙外環(huán)境的壓力傳感器,已經(jīng)具有超級(jí)耐低溫能力,現(xiàn)居國內(nèi)領(lǐng)先地位,完全滿足了超低溫工作的需要。相比神九飛船13天的工作時(shí)間,天宮一號(hào)將翼閘在太空度過漫長的兩年時(shí)間,在配套產(chǎn)品研制試翼閘驗(yàn)階段,就將設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置遠(yuǎn)高于同類技術(shù)要求,從容應(yīng)對(duì)了長時(shí)間工作對(duì)產(chǎn)品可靠性提出的巨大挑戰(zhàn)。