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軌道艙

中文名: 軌道艙

簡 述: 進入軌道後航天員工作生活的場所

別 名: 太空艙

配 備: 儀器設備、生活裝置

軌道艙也稱太空艙,軌道艙是飛船進入軌道後航天員工作、生活的場所。艙內除備有食物、飲水和大小便收集器等生活裝置外,還有空間應用和科學試驗用的儀器設備。

軌道艙裡面裝有各種實驗儀器和設備。軌道艙的主要任務是為航天員空間生活和工作提供一個暫時的空間,隨着飛船任務結束軌道艙就失去了繼續存在的價值,繼續留着,可能會失去動力以後變成太空垃圾,危及地面的安全。[1]

軌道艙簡介

軌道艙位於返回艙前面,兼有航天員生活艙和留軌實驗艙兩種功能,所以也稱留軌艙。軌道艙簡單的來說就是宇宙飛船在運行軌道上的工作和生活艙。返回艙就是返回時用的艙,一般在返回時只用返回艙,而軌道軌道艙裡面裝有多種試驗設備和實驗儀器,可進行對地觀測,其兩側裝有可收放的大型太陽能電池翼、太陽敏感器和各種天線以及各種對接結構,用來把太陽能轉換為飛船的能源、與地面進行通訊等。

軌道艙結構

神舟號飛船軌道艙位于飛船的前段,通過艙口與後面的返回艙相通,外形呈兩端帶有錐角的圓柱形。軌道艙是宇航員在軌飛行期間的生活艙、試驗艙和貨艙。在飛船發射前,航天員先通過軌道艙的水平艙門進入飛船,再下降到返回艙里。與聯盟飛船不同,神舟飛船的軌道艙具有自己的太陽能電池陣列,導航和推進系統。與飛船分離後,軌道艙仍然可繼續在軌工作半年以上。上次發射的軌道艙可以同與下一個飛船進行交會對接,這樣就節省了交會對接的發射次數,降低了載人航天計劃的總體費用。

技術改進

神七飛船軌道艙應對航天員出艙發生「五大變化」

為了騰出存放艙外航天服的空間,軌道艙內的布局結構進行了較大改變。取消了軌道艙內的兩層儀器板,增加了兩副航天服的支架。航天 服取下後,支架可以進行摺疊,以節省航天員的活動空間。

由於航天服重達100多公斤,在上升段可對艙體結構產生較大的拉力,科技人員根據傳力路徑對艙體與支架的連接部位,通過增加支撐桁條 ,對艙體的強度進行了強化。

考慮到航天員出艙後航天服可能膨脹「變胖」,科技人員對返回艙原有的艙門進行了加大,直徑由750毫米增加到850毫米。艙門採取內開 設置,最大角度可達到100度,儘可能方便航天員進出。

航天員出艙活動時,需着艙外航天服開關門。由於航天服機動關節的原因,操作比較費勁,科技人員增加了固體潤滑膜,儘量減輕阻力,方便開合。

由於軌道艙不再承擔留軌開展空間實驗的任務,科技人員取消了它的兩隻「大耳朵」——太陽能翼板。

留軌運行準備

軌道艙留軌利用的電源與供配電、GNC、測控、推進等分系統的設備均在軌道艙與返回推進艙分離前準備完畢;在軌道艙與返回推進艙分 離時,兩者之間的分離開關閉合,數管分系統的中央單元啟動。軌道艙與返回推進艙分離後,經過消除分離姿態偏差、引入紅外信息、建立運行姿態、控制太陽電池陣跟蹤太陽等程序動作後進入正常的留軌飛行狀態。

在軌道艙與返回-推進艙分離後的約半小時內,地面測控網主要跟蹤返回-推進艙,對軌道艙的留軌遙控安排在軌道艙與返回-推進艙分離後30分鐘左右時執行。

由於軌道艙留軌利用飛行時間長達6個月,測控工作主要由陸基測控網完成。

留軌道後的工作

留軌利用期間,每天注入數據1~2次。有效載荷公用設備,如空間環境儀器全程加電工作;在偏航機動和對日定向飛行時,空間環境監測儀器和GPS仍開機工作。

留軌利用的軌道艙由地面測控站測控。在軌道艙過測控區時,一般都要安排數據注入,同時下行工程遙測數據。

留軌利用期間的軌道艙姿態控制主要依靠慣性動量輪系統,軌道艙推進子系統主要用於卸載、姿態調整和軌道保持。在姿控發動機每次投入工作之前,由GNC分系統留軌艙的計算機給出指令,使姿控發動機的第Ⅱ組電加熱器加電工作,對發動機加熱,發動機點火工作結束後 ,電加熱器斷電停止加熱。

GNC分系統在太陽矢與軌道面夾角不大於20°時,保持軌道艙三軸穩定對地定向;在夾角大於20°時,通過地面注入進行偏航機動或對日 定向,保證太陽電池陣供電需求,當太陽矢與軌道面夾角回到不大於20°狀態時,通過地面注入使軌道艙恢復到三軸穩定對地定向狀態。

參考來源