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責任編輯:趙兵

神舟十一號飛船于北京時間19日凌晨與天宮二號成功實施自動交會對接。合體后,航天員將進駐天宮二號,開展空間科學實驗。科學試驗中,煙臺513所研制的多項產品將發揮至關重要的作用。
據悉,513所研發的氧分壓調理電路、二氧化碳分壓傳感器、艙內氣體采樣裝置將凈化空氣,確保太空沒有“霧霾”;液路斷接器和封氣裝置是載人飛船的安全衛士;失重生理效應實驗裝置、骨丟失對抗儀、無創心功能監測儀為航天員提供了完善的健康保障體系;無線語音系統將實現航天員與地面的天地通話。
太空飛船上的宜居環境這樣打造

天宮二號首次系統開展了面向中期駐留的載人宜居環境設計,從提高生活質量、降低工作負荷、改善睡眠環境、豐富娛樂條件等幾個方面開展了載人宜居環境設計,在有限的組合體空間內,集成了內部裝飾、艙內活動空間規劃、視覺環境與照明、廢棄物處理、物品管理、無線通話等宜居技術,為航天員提供舒適人性化的空間家居環境,使航天員在較長時間的駐留生活和工作舒適愜意。
我國建設的空間站設計了一套完整的可再生生命保障系統。據介紹,航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水的方式回收,排泄的尿液也會回收凈化,重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時產生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳,將通過化學反應重新生成氧氣,這也降低了氧氣的補給需求。513所研發的氧分壓調理電路、二氧化碳分壓傳感器、艙內氣體采樣裝置就是在這個系統中發揮著關鍵作用。
其中,氧分壓調理電路主要用于對艙內氧氣濃度進行監測和調理,保障航天員的生命安全。二氧化碳分壓傳感器用于測量飛船座艙內的二氧化碳濃度,當濃度超過預警值時,立即進行報警并指示航天員按照預定方法進行處理,從而保證了航天員的生命安全。艙內氣體采樣裝置的主要功能是利用裝置內的真空泵抽吸艙內氣體中的相關氣體成分,將其采集吸附在回收體中的采樣管內,采集完畢后由航員將回收體帶回地面進行分析。
航天員在執行出艙活動任務時,出艙前要先將氣閘艙內的空氣排出,使氣閘艙內壓力與外太空壓力相平衡,這時航天員才能夠打開艙門到外太空執行任務。氣動泄壓閥正是用于實現此功能的關鍵單機。上個世紀九十年代以前,在我國研制的諸多飛行器中,從沒有研制或應用過空間氣液斷接技術。在1992年神舟號載人飛船立項之初,我國將神舟飛船中液路、氣路快速斷接器作為載人航天工程中的關鍵技術、攻關項目之一。從那時起,513所就牽頭研制以快速斷接器為代表的結構機構類產品,至今已廣泛應用于我國載人航天工程中的全部飛船中,開創了我國飛船斷接器自主研發的空白。
同時,513所研制的液路斷接器和封氣裝置將用于軌維修技術驗證。
航天員失重怎么辦,513所想辦法

人類在地面上最為穩定的環境下生病都在所難免,那么航天員在太空環境下如何確保身體的健康,就變得至關重要。
為了研究航天飛行對人體的前庭眼動、心血管及腦高級功能影響,同步檢測動脈脈搏波、靜脈脈搏、腦電和眼動。為此,513所專門研制了一種在微重力環境下進行的人體生理學研究實驗航天醫學空間實驗設備,這就是失重生理效應實驗裝置I。此次該裝置將繼續在天宮二號上進行實驗驗證,積累系統研究數據的開始,為后續載人航天任務失重生理效應防護措施的制定提供理論依據。
在失重環境中,作用于人體腿骨、脊椎骨等承重骨的壓力驟減,同時,肌肉的運動減少,對骨骼的刺激相應減弱,骨骼血液供應也相應減少,導致骨質大量脫鈣并經腎臟排出體外,這就是所謂的空間骨丟失?臻g骨丟失是最令航天醫學專家頭疼的航天員健康問題。
513所專門為航天員設計的“健身器”——骨丟失對抗儀,也叫“對抗骨質疏松的儀器”,是保證在太空飛行中的航天員身體健康的儀器之一。骨丟失對抗儀通過敲打人體小腿部位相應穴位,刺激骨骼、改善血液循環,對抗骨質疏松,保障骨骼健康。
航天員在太空使用骨丟失對抗儀和在家中使用按摩捶、按摩椅一樣方便。航天員通過上下兩條布帶將骨丟失對抗儀捆綁在小腿上,讓橙色的圓形部分位于小腿內側的中部位置,連接上電源后,可以通過開關來選擇敲擊的力度和速度。
513所研制的無創心功能監測儀,主要通過無創檢測航天員的每搏血壓、每搏量和血氧飽和度等生理參數,定期監測航天員的身體狀態,被稱為航天員的健康保健員。
當航天員在太空工作生活的時候,地面的工作人員可以通過無創心功能檢測儀在第一時刻了解航天員的身體狀態,航天員可以通過儀器上的指示燈了解儀器的工作狀態。
電話郵件交流互動,天與地不再遙遠

航天員在太空如何與地面保持聯系,這是大家都非常關心的一個問題。在神舟七號任務中,航天員翟志剛成功出艙并向地面報告情況,用的“太空電話”就是513所研制的航天員出艙通信系統;而在神舟九號與天宮一號空間交會對接任務中,航天員則是通過513所研制的儀表控制器了解飛船狀況、完成手動交會對接并接受地面發送的“太空郵件”的;在天宮一號上,航天員王亞平正是全程通過513所研制的無線話音設備與地面課堂師生進行互動交流,全程40分鐘授課時間,通話質量良好。
航天員接收郵件用的就是513所研制的儀表控制器。儀表控制器是我國第一款用于航天的PowerPC高性能計算機,該計算機在天宮一號上已出色完成了指定任務。在飛行全過程,該計算機向宇航員提供各系統的重要參數的顯示;提供航天員生理數據信息和航天服狀態信息的顯示;提供飛船時間、設備狀態、位置信息等狀態信息的顯示;交會對接和停靠期間圖像和參數顯示;文本注入信息顯示、存儲與下載;航天員輔助自控/程控進行手控的信息顯示;接收航天員的鍵盤指令等。
在神舟九號飛船與天宮一號空間實驗室對接后,航天員進入天宮一號開展的各種在軌任務時,由于佩戴有線頭戴,在語音通信中無法在空間實驗室內任意活動,而且在飛船?科陂g,當航天員回到軌道艙就無法與地面通話,給任務的順利執行帶來許多不便。為了解決這些問題,艙內無線語音系統應運而生,用以提高航天員在軌工作的方便性。

513所在研制該套話音系統時,對各種短距離無線通信技術如藍牙無線通信、紅外通信、IEEE802.11無線局域網等技術進行了綜合比較,最終選擇了藍牙無線通信技術來實現艙內無線話音系統。
藍牙技術在民用領域被廣泛應用于局域網中各類數據及語音設備,如PC、撥號網絡、筆記本電腦等設備上。而研制艙內無線話音系統就充分利用民用領域的高品質的藍牙耳機、藍牙適配器。與民用藍牙技術點對點傳播不同的是,艙內無線話音系統需在點對點傳播的基礎上實現航天員間無線通話及航天員與地面的通話,同時航天員還可同時使用無線語音設備進行話音通信。
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中國航天科技集團公司五院513所簡介
中國航天科技集團公司第五研究院第513研究所(對外名稱:山東航天電子技術研究所),始建于1966年,位于山東省煙臺市國家級高新技術產業開發區,是山東省唯一一家從事航天高科技研究的科研事業單位,國家級高新技術企業,航天電子產品重要研制單位。
513所主要從事空間信息系統與綜合電子、測控與通信、電力電子、計算機應用、微電子技術研發與產品研制,以及防務裝備領域遙測加密和遙測采發、運載火箭(上面級)數據處理、微小衛星整星工程化等方面的技術研究、設備研制和技術服務。
建所50年來,先后參加了我國遠程運載火箭、各類衛星以及載人航天工程、探月工程的研制和發射試驗任務,參與了我國自行研制的所有宇航型號,為我國航天事業做出了重要貢獻,被評為“中國載人航天工程突出貢獻集體”。有150余項科技成果獲獎。其中,全國科學大會獎3項,國家科技進步獎特等獎4項、一等獎4項。
在發展中,513所逐漸形成了信息系統與綜合電子、測控與通信、電力電子、計算機應用以及部組件五個專業領域,建成了完整的適應宇航和武器產業要求的電子產品科研、生產、試驗體系,形成了從前沿技術跟蹤、論證,到原理樣機研制、產品工程化實現,以及技術成果轉化的完整鏈條。研制的產品廣泛應用于衛星、飛船、火箭和防務裝備領域。
近年來,在航天前沿技術領域,確立了快速響應衛星產品體系及制造技術的領軍地位,建設了我國技術先進的微組裝厚膜生產線,在S頻段中繼測控終端、綜合電子系統、脈沖星導航探測器、大功率電源、快響電子產品、激光傳能、圖像壓縮芯片、大容量存儲、數傳通信機、自組網、導航抗干擾天線、干涉儀雷達等多領域取得重要成果,形成了一批有競爭力的專業技術和產品,確立了在相關領域的技術領先地位。
513所積極推進航天技術應用產業發展,樓宇智能控制、霍爾傳感器、已經實現產業化,取得了良好的經濟效益和社會效益。高速圖像壓縮、大功率特種電源產品填補了國內空白,基于物聯網的熱量表及熱力表系統、具有環保應用背景的油液凈化設備等項目正在進行產業化推廣,應用前景廣闊。為研究所穩步提升經濟規模、改善經濟發展質量、實現內涵式增長儲備了持續動力。
未來,513所將依托宇航、軍品、微電子和航天技術應用產業布局,形成規模發展,努力把513所建設成為國際一流的空間電子產品軍民結合產業集團。
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