空间站在太空中发生故障怎么解决?

   2023-05-20 14:23:46 网络670
核心提示:当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命,既增加了使用期也减少了航天费用。因为空间站能长期(数月或数年)的飞行,故保证了太空科研工作的连续性和深人性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。在中国空间站工程任务中,如何

空间站在太空中发生故障怎么解决?

当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命,既增加了使用期也减少了航天费用。因为空间站能长期(数月或数年)的飞行,故保证了太空科研工作的连续性和深人性,这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

在中国空间站工程任务中,如何做好太空中舱外维修和保养?

空间维修是随着载人航天活动的不断扩大、发展而出现的一种特殊性质的勤务活动。

空间维修大体上分为两类:一类是航天员对所乘航天器本身进行维修,包括排除故障、更新技术设备等内容;另一类是对其他航天器,如各种卫星的维修。40多年来的航天实践证明,空间维修是载人航天飞行中应具备的一种能力,并有着广泛的前景。

空间维修的作用在于:

第一,保证载人航天任务和计划的完成。载人航天器的结构和内部设备极其复杂,在实际的航天过程中往往会发生一些意想不到的故障,其中一些故障发生后直接影响飞行任务的完成,甚至危及航天乘员的生命。通过维修可以挽救一些濒临失败的飞行。

第二,可以修复空间的失效卫星。国外有关统计资料显示,在1958年~1970年间总计发生了1230起卫星技术故障,大约有45%是可以修复的。20世纪80年代中期以来,美国利用航天飞机曾修复了若干已失效的卫星。

第三,可以延长航天器的寿命。一般说来,航天器有效载荷的寿命比航天器的结构及生命保障系统的寿命低。就是说,有效载荷工作寿命结束后,航天器的结构及生命保障系统可能还是完好的,有继续工作的能力。而从另一个角度看,它们的成本费用又占绝大部分,专家们估计在75%左右。如果通过更换有效载荷、补充保持航天器轨道所需燃料和更新技术设备等方式,可以延长航天器的寿命和作用,这在经济和效益上是很合算的。例如,曾经在空间运行的“和平”号空间站及其各专业科学模舱,不断得到地面燃料的补充和仪器设备的更新而长期地运行。

前苏联和美国的空间维修实践认为,对轨道高度在五六百千米以下的航天器进行维修,在目前的技术水平下是可行的,但必须具备这样几个条件:首先,要有合适的维修基地。俄罗斯的“和平”号空间站以及美国的航天飞机是目前可以用的维修基地,除此之外,尚无别的维修基地。载人空间站的机动能力有限,一般只能对本站设备进行维修。如果有远距离的航天器要维修,必须借轨道间运输飞船运送维修基地的航天员前去维修。第二,航天器必须是模块化设计的,拥有恰当的维修空间。第三,在维修过程中,地面测控中心应给予密切的配合,并组织科学家和工程师集体指导空间维修工作的进行。

空间维修勤务活动已经成为空间活动的一个不可或缺的组成部分,不过还刚开始,还有待发展。这里向读者介绍一个卫星维修实例,让我们看一看它是怎样进行的。

1992年5月7日,美国“奋进”号航天飞机首航太空,其中有一项任务是要把一颗游荡在空间的国际通信卫星“捉进”航天飞机并修好后,再将它试放回轨道。进行程序是这样的:航天飞机将航天员带到离待修卫星约90米距离的地方,航天员身着航天服步出座舱,启动空间喷气背包向卫星飞去。在离卫星约五六米的距离内,航天员用带有钩子的杈杆将卫星“逮住”,使卫星停止转动。这时航天飞机靠过来,伸出机械臂将卫星抓到机舱内的支架上进行检修。也可以由航天员直接将卫星“拽”回机舱。卫星安装到支架上后,航天员可仔细地进行检查,更换失效的设备。换好后,由地面测控中心遥控检查设备的各项性能,检查合格后,可再由机械手将卫星试放回太空,重新投入工作。

此次“奋进”号航天飞机的航天员“逮捕”卫星相当困难,经历了3次失败。第一、二次是1992年5月10日下午5时,2名航天员走出机舱,奋斗2个多小时,因卫星滚动而失败。第三次因机械手接触卫星时,卫星滚动使回收无法进行。直至13日下午,3名航天员集体出击,终于用手抓住卫星,并弄回机舱,修理好后再试放回轨道。

在我国空间站工程任务中,有站外维修与辅助工具,做好太空中的舱外维修和保养,离不开这些辅助工具。而我国空间站也首次进行了舱外活动,并且完成了全景相机的在轨抬升,有舱外维修和辅助工具能够帮助航天员执行出舱任务,能够保障太空舱正常运行,也能够及时发现危险,从而尽快解决。

1.做好太空中舱外维修和保养离不开辅助工具的使用,这可以有效协助航天员操作不便的状况

这些辅助工具可以有效协助航天员客服在穿着航天服的状态之下的操作不便利,能够实现航天员的单手操作,也能够防止航天员在轨飘走,克服了很大的难题。有了这些辅助工具,航天员可以在舱外进行维修,而且也能够确保舱外维修和辅助工具的良好状态,随时对维修工具进行检查,满足出舱要求之后再进行作业。

2.太空中舱外维修和保养工具包含便携式脚限位器,以及两种便携式安全带和舱外操作台以及微型工作台

有了这些太空维修工具和保养工具,就不用担心了。这些工具有用于舱外设备维修的工具,比如舱外扳手和舱外电动工具,这些工具还能够配合航天员的姿势进行辅助维修。而且这些工具也能够适应舱外的真空和高低温环境,设置也有休眠模式,能够更加方便快捷,解放航天员的双手,对维修工具进行临时存放。

3.做好太空中舱外维修和保养,也离不开宇航员与维修工具的相互配合

想要熟练使用这些工具,还需要宇航员对这些维修工具更加熟悉。这些工具可以与航天服相连,形成一个微型工作台,像一条多功能腰带一样,能够环绕在航天员的腰部,让航天员能够正常使用舱外电动工具,航天员能够随用随取。想要做好太空中的舱外维修和保养,还需要技术的不断进步与推进。

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