看航天員如何安裝空間站“回路心臟”

張泉　胡喆

8月20日，神舟十二號乘組兩名航天員再次成功出艙。當(dāng)航天員扳下艙外擴(kuò)展泵組的最后一個(gè)扳手，本次出艙活動的一個(gè)重要任務(wù)——安裝熱控系統(tǒng)擴(kuò)展泵組，順利完成。

被稱為空間站艙壁外的“回路心臟”的擴(kuò)展泵組是個(gè)什么裝置？對空間站具有怎樣的意義？如何確保航天員順利完成安裝？專家為您進(jìn)行專業(yè)解讀。

由于沒有大氣層的保護(hù)，在太陽光線直射下，空間站表面溫度最高可達(dá)150℃以上，在背陽面，溫度最低可達(dá)-100℃以下。在這種嚴(yán)酷的太空環(huán)境中，要保障空間站設(shè)備正常運(yùn)行，以及航天員太空生活冷暖舒適，就必須依賴熱控系統(tǒng)。

“流體回路是空間站熱控系統(tǒng)的核心之一，可謂為空間站量身打造的‘中央空調(diào)。”航天科技集團(tuán)五院空間站熱控流體回路系統(tǒng)技術(shù)負(fù)責(zé)人鄭紅陽介紹，流體回路均勻地包裹住空間站的重要部位，通過特殊液體在管路內(nèi)的往復(fù)循環(huán)，將艙內(nèi)設(shè)備以及航天員生活產(chǎn)生的熱量收集起來，通過回路帶到相應(yīng)的設(shè)備和結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)散熱和補(bǔ)熱功能，同時(shí)還能精確控制空間站不同“房間”的溫度。

而讓流體回路內(nèi)的特殊液體循環(huán)往復(fù)的動力源泉，來自熱控回路泵?！叭梭w的心臟為血液流動提供動力，把血液運(yùn)行至身體各個(gè)部分，而回路泵則保障了整個(gè)回路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)?！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院空間站熱控分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師韓海鷹將其比喻為熱控回路系統(tǒng)的“心臟”。

“作為長期高速運(yùn)轉(zhuǎn)的部件，回路泵的壽命是有限的，必須可維修、可更換?！表n海鷹介紹，為此，熱控團(tuán)隊(duì)提出在空間站資源艙壁外安裝擴(kuò)展泵組的構(gòu)想，為流體回路打造艙內(nèi)艙外多個(gè)“心臟”，保證其具備超長時(shí)間待機(jī)的能力。

在太空環(huán)境中，身穿航天服的航天員動作受到極大限制，一個(gè)擰螺絲的簡單動作都會消耗大量精力和時(shí)間。

為此，熱控團(tuán)隊(duì)提出了精巧易用的方案，把所有需要更換的零件集成在一個(gè)擴(kuò)展泵組中。航天員僅需通過簡單的四步操作，就能完成機(jī)械、電路、液路復(fù)雜的泵組安裝過程，即“一鉤，二鎖，三通，四連”。

“一鉤”，就是扳動兩個(gè)鎖鉤，將泵組鉤住空間站艙體，初步將組件固定在空間站資源艙壁上;“二鎖”，即在鉤住艙體的基礎(chǔ)上，撥動兩個(gè)鎖定扳手，將泵組位置徹底鎖定在相應(yīng)位置;“三通”，就是旋轉(zhuǎn)精巧的手輪接通泵組的電路;“四連”，就是扳動兩個(gè)扳手，完成液路的連通。