新京报讯（记者 李玉坤）4月29日，空间站天和核心舱发射圆满成功，中国空间站距离我们又近了一步。作为空间站的核心舱段，核心舱是空间站的主要控制节点，是未来空间站的指挥控制中心。
“问天”及“梦天”两个实验舱交会对接后，三者将形成T字型的天宫空间站。中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师侯永青介绍，“中国空间站设计在轨飞行10年，具备延寿到15年的能力。我们从设计伊始就开展了长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。具体来讲，就是以系统和产品的长寿命和固有可靠性设计为基础，配合开展系统和产品在轨故障诊断、处置预案设计、维修性设计，以实现长寿命、可靠性的既定目标。”
热管辐射器
降低被空间碎片击穿风险
空间站在轨运行后，在微流星、空间碎片撞击等意外损伤的条件下，有可能会出现较大的裂纹，从而引起舱体泄漏、舱体开窗、撕裂等灾难性事故。
结构研制团队创新设计了健康监测子系统。这个新增的子系统就像体检医生一样，能够在轨对承受的载荷以及自身的结构状态进行实时监测，也能够对空间碎片等“飞来横祸”进行监测、定位和报警，一旦发现有空间碎片撞击上来，能迅速及时地报警，第一时间通知地面和航天员，立即处理。它还能对舱内的压力情况进行监测，根据不同的压力指标进行分级报警。
航天科技集团五院空间站热控分系统主任设计师韩海鹰介绍，为了应对空间碎片等“劲敌”的攻击，天和核心舱热控分系统针对长寿命可靠性问题，在载人二期的基础上，开展了健壮性设计，为空间站安装了两条相当于“大动脉”的管子——热管辐射器，以减少流体管在外暴露的面积，大大降低被空间碎片击穿的风险。
舱门保护罩
舱外用保护罩为卷帘式结构，便于操作
空间站天和核心舱有多个大小不一、形状不一的舱门，当航天员在空间站舱间穿行或出舱时，舱门沿着舱门门轴旋转处于侧开状态，通过舱门过程中，存在对舱门门体密封圈剐蹭的风险，一旦密封圈受损，舱门密闭失效，就可能影响航天员的生存环境。为保护舱门门体密封圈不受剐蹭，航天科技集团五院专门研制了舱门保护罩。
舱门保护罩功能虽然单一，但针对空间站的使用高要求，具有操作简便、产品寿命长、使用次数多的特点。
根据舱内和舱外两种不同的操作环境，空间站核心舱分别研制了2种状态的舱门保护罩，包括舱内用舱门保护罩和舱外用可展收舱门保护罩。为了便于航天员操作，舱内用舱门保护罩为罩盖式结构，就像落地电风扇防尘罩，使用时只需要航天员将舱门保护罩口部撑开套在舱门上即可；舱外用舱门保护罩为卷帘式结构，使用时航天员只需“抓”“套”“拉”几个简单的操作步骤即可完成。
太阳电池翼
收拢后只有一本书的厚度
天和核心舱首次采用了大面积可展收柔性太阳翼，其双翼展开面积可达134平方米。这是我国首次采用柔性太阳翼作为航天器的能量来源。
与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比，柔性翼全部收拢后只有一本书的厚度，仅为刚性太阳翼的1/15，同时，展开面积大、功率重量比高，单翼即可为空间站提供9KW的电能，在满足舱内所有设备正常运转的同时，也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。
核心舱作为我国寿命设计要求最长的一个飞行器，对所有产品的长寿命提出了最高要求。太阳翼作为舱外产品，要面对的空间环境极其恶劣，除了需要经历88000次±100℃的高低温循环外，还要经受低轨环境中原子氧、等离子体、紫外辐照、电离辐照等多种空间环境的考验。航天科技集团八院805所柔性太阳电池翼研制团队开展了3年多的方案论证和比较工作，经过大量的地面模拟长寿命测试。
比如，太阳翼上的张紧机构看似是一根简单的钢丝绳，但其实是一套恒力弹簧绳索系统，通过它的不断伸缩才能保证太阳翼在高低温环境下的足够刚度以及姿态控制。团队历经多年攻关，地面完成了40万次热真空疲劳寿命试验、100万次常温常压寿命试验，充分验证了产品的高可靠、长寿命。
空间机械臂
六维力传感器打破国外垄断
空间站机械臂主要承担着悬停飞行器捕获、辅助航天员舱外活动、舱外货物搬运、舱体状态检查、载荷照料等重要任务。由中国航天科技集团有限公司四院44所自主为机械臂研制了3款传感器。
其中，六维力传感器是三款传感器中结构最为复杂、研制难度最大的一款，能够同时测量三个方向上的力分量和转动时的力矩分量；一维力传感器主要负责机械臂末端执行器在实施目标抓取和拖动功能时，对拖动力进行监测；一维力矩传感器则用于感知机械臂关节转动时所承载的力矩，实现整臂的柔顺控制。
三款传感器产品作为机械臂进行伸缩、扭转、抓握和拖动等动作时各关键部位的测力元件，就像机械臂的“触觉神经”，能够实时将力学参量反馈至机械臂的“大脑”，为机械臂实现精准控制提供重要依据，使机械臂具备强大的自由运动能力。
这三款传感器产品是航天四院44所历时10年打造出的，具备体积小、质量轻、空间环境适应性强、精度及可靠性高、可在轨稳定运行15年以上等特点，特别是六维力传感器作为国内首款、目前唯一一款自主研制的能够实现空间环境下同时测量6个力和力矩分量并且成功搭载空间站应用的传感器产品，成功打破了国外在该领域的技术垄断，对于在该领域进一步实现国产化具有重要意义。
太空厨房
可定量分配常温水和热水，滤除银离子
在太空中，航天员的身体健康状况尤为重要。在核心舱上，安装了很多监测航天员身体状况的医学监测设备。这些产品都是由航天科技集团九院771所负责研制生产。
例如，常规医监设备可以为航天员在长期飞行中的生理健康状态和功能提供全面有效的医学监督和保障；无线生理信号检测装置负责监测航天员心电、呼吸、体温；睡眠监护仪能够采集航天员睡眠时产生的多路生理信号，为航天员睡眠质量做定期评价提供数据；采集航天员常规心电、运动心电、动态心电、抢救心电的12导同步心电信号的动态心电监测仪；无创血液动力学监护仪能够实现对航天员一导心电和二导脉搏的无创监测，协助完成航天员的脉搏量、心排量、外周血管阻力等各项血液动力学参数的健康监督。
此外，为方便航天员长期飞行中的饮食需求，771所提供了多种太空厨房食品设备。热风加热装置可将航天食品在规定时间内加热到适合在轨食用的温度；微波加热装置则用于加热非金属包装类的食品和饮用水等；饮水分配器除了加热日常饮用水，还能定量分配常温水和热水，滤除水中的银离子，保证航天员健康饮水。
新京报记者 李玉坤
编辑 白爽 校对 赵琳
来源：新京报
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