闻天实验舱设计师冯琦透露了内饰材料的特点:抗菌布是从蟹壳中提取的纤维织成的

封面新闻记者 杨峰 边雪 陈彦霏 海南文昌报道

据中国载人航天工程办公室消息,2022年7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道。7月25日3时13分,问天实验舱顺利完成状态设置,成功对接于天和核心舱前向端口。

7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在文昌航天发射场准发射升空。摄影:杨峰

7月25日10时3分,神舟十四号航天员乘组,成功开启问天实验舱舱门,顺利进入问天实验舱。后续,将按计划开展组合体姿态融合控制、小机械臂爬行和大小臂组合测试等在轨工作,并利用问天舱气闸舱和小机械臂进行航天员出舱活动。

神舟十四号乘组即将搬家进入的问天实验舱内有哪些精心设计?

日前,封面新闻记者专访了中国航天科技集团有限公司第七研究院第七设计部(以下简称“航天科技七院七部”)宇航产品副主任设计师冯琦,来为我们讲解问天实验舱内饰的设计细节,以下为专访实录。

7月24日,问天实验舱和长征五号B遥三运载火箭器箭组合体等待发射。图源:中国载人航天工程办公室

揭秘1 睡眠区

“失重环境中,立着睡还是横着睡对于没有区别的”

封面新闻:七院七部在这次发射任务中主要承担哪些工作?

冯琦:我们七院七部主要承担中国空间站物资管理分系统的研制任务。这个分系统涉及的项目比较多,大到舱内物资的管理,小到航天员的扶手、物品的固定等,都是我们的工作。

问天的产品设计跟天和是同步进行的。最早的时候,问天是作为天和的备份来开展相关设计的。天和在轨运行了一年之后,我们根据航天员在轨生活情况的反馈,对功能区的设计进行了相应的改进,来增加他们生活的便利。问天实验舱中我们主要的产品包括睡眠区、卫生区以及就餐区。

封面新闻:问天实验舱的睡眠区和天和舱有何区别?

冯琦:天和核心舱的睡眠区相对空间站内的空间方位来说,是平行地面的,问天舱的睡眠区是垂直于舱的轴线。立式还是平躺,主要是跟舱段的结构有关。失重环境中,立着睡还是横着睡,对于航天员来说是没有区别的。

问天实验舱的睡眠区,空间比核心舱更大一些,两个舱段完成对接后,问天实验舱的睡眠区将成为航天员的主睡眠区。

封面新闻:问天实验舱在降噪上做了哪些升级?

冯琦:中国空间站和国际空间站一样,都面临噪音的问题。噪音是一个综合性的问题,它包括内部的声源及外部的声源,声源是由其他部门产生,我们主要负责去堵这个声源。

降噪其实更多的是拿重量来消耗。但重量对运载火箭来说又是一个特别重要的指标。我们往往要在这两者之间来平衡,噪声每往下降0.1分贝,都需要做非常多的工作。

在地面经过大量的噪声实验后,我们进一步确定了一些噪声输入的薄弱点。相较于天和核心舱,问天实验舱对内饰隔音结构板的厚度进行了局部地加强。目前,问天实验舱的噪音已降低至49分贝,低于设计要求的不超过50分贝的限制。

7月25日,神舟十四号航天员乘组顺利进入问天实验舱。图源:中国载人航天工程办公室

揭秘2 内饰材料特点

“舱内的抗菌布,由螃蟹壳提取的纤维织成”

封面新闻:问天实验舱的内饰材料有怎样的特点?

冯琦:问天实验舱和天和核心舱内饰所采用的材料是一致的,具有无毒、抗菌防霉、阻燃特性。

为了解决国际空间站常出现的发霉现象,我们在调研没有找到合适的商用材料后,通过自主研发解决了问题。天和核心舱和问天实验舱内大家看到的白色基础环境中的白色,实际上就是我们做过抗菌防霉的表面处理后的样子。

舱内的抗菌布,是由螃蟹壳里面提取的纤维织成的。螃蟹壳本身有具有很好的抗细菌能力,但是它的防霉能力还有些差,我们提取纤维之后,先对它进行防霉处理,然后再织布,我们七院具有这个产品完整的专利知识产权。

从天和这一年在轨运行的情况来看,内饰膜表面没有出现像国际空间站类似的霉菌、细菌的滋生。

问天实验舱。图源:中国载人航天工程办公室

揭秘3 漏气应急

“把分系统内部构件分成小块,快速拆卸在舱内堵漏”

封面新闻:针对国际空间站多次出现的漏气事故,我们做了哪些应急设计?

冯琦:我们可以看到国际空间站发生漏气的时候,需要花非常多的时间寻找漏点和出舱堵漏。我国空间站由其他分系统配备了在轨的堵漏的设备,可以通过技术手段找到漏点的位置在哪儿。我们分系统在设计的时候,把很多内部构件分成了一小块一小块的,出现漏点的时候,就可以小块地快速拆卸,在舱内进行堵漏。

封面新闻记者(右)专访冯琦(左)。摄影:杨峰

封面新闻:中国空间站相较于国际空间站,要整洁很多,我们做了哪些相关的设计?

冯琦:针对空间站舱内物资管理的问题,我们自主研发了一套物资管理的信息管理软件。这个软件可以知道舱内每一个物资从哪里来,到哪里去,消耗了多少。

航天员通过配备的RFID手持机扫描货包上的二维码,以及RFID标签,能够在不打开货包的情况下,就知道这个货包里面到底装了什么样的物资。航天员在取到货包后,它移动到了舱段的某一个位置的时候,扫对应位置的二维码,系统就会记录这个货包已经移动到新的位置上来了。

目前这个软件经过航天员的使用反馈,已在操作模式和使用逻辑上进行了升级,让航天员能够用得更方便。

封面新闻:问天实验舱的发射任务完成后,您还有哪些相关工作要做呢?

冯琦:问天实验舱完成入轨对接,对于我们产品来说,考验才刚刚开始。如何更好地服务航天员,空间站在轨运营怎么运营得更好,是我们在不断要去思考的问题。我们也要很快地去北京,进行飞控的支持工作。

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