即便航天员的操作没结束

2020-06-22 11:27

昨天凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号实现完美交会对接。接下来,两位航天员将在天宫二号生活和工作30天,包括开展空间科学实验。其中一项实验用到的“航天员在轨操作力测量系统”就是东南大学仪器科学与工程学院院长宋爱国带领的团队研发的。太空中,推开舱门要施多大力?扭开阀门要施多大力?航天员在失重状态下各种操作力的信息都可以通过这个“神器”测量得出结果。

很多人都知道,在太空的失重环境中是不怎么好施力的,航天员要打开舱门不像在地面那样轻而易举。神舟七号开舱门的时候,航天员翟志刚费了好大劲儿才把舱门打开。那么,在太空中开舱门要用多大力?从哪个角度推更省力?这些结果需要用仪器测量。两位航天员“进驻”天宫二号30天,可以说是难得的实验机会。

据东南大学仪器科学与工程学院副教授徐宝国介绍,他们研发的测量设备集成在一个手提式仪器箱中,大概重几千克。昨天,记者看到了之前水下模拟实验时用到的“测力设备”,设备的核心——传感器组件整体看起来像个放大版的“砝码”。徐宝国说,由于条件限制,送到天宫二号的设备要比水下实验用的小很多。

除了测开舱门的推拉力,借助“测力神器”还可以测操纵杆的操作力、拧螺丝的操作力、脚蹬力等等。每个实验都有时长限制,到了一定时候,即便航天员的操作没结束,实验会自动停止。

航天员是怎样做实验的呢?徐宝国举了个例子,比如,航天员为了模拟“开舱门”的动作,要做一个推拉舱壁的实验。实验的流程大致是:首先设置好实验参数,然后按下数据采集按钮。这时候,航天员手握施力手柄向舱壁推,或者将手柄挂在挂钩上,做“拉”的动作,实验完成后,再按下保存键,数据就被保存到数据采集盒内。徐宝国介绍说,因为水下的环境和失重环境比较接近,此前,航天员在北京的航天中心已经做过水下模拟实验。这次,航天员在天宫二号的真实环境中操作,比模拟实验能更直接地获得一手数据。实验目的是把整个过程的施力特性测出来,带回地面进行分析,最终不断优化航天员今后开舱门的方式。

据介绍,从2009年开始,东南大学仪器科学与工程学院院长宋爱国教授就带领团队进行“航天员在轨操作力测量系统”项目的研究,其最早的项目是航天员地面模拟出舱操作的攀爬力与抓握力测量装置研究。参与项目研究的教师有4人,研究生先后有10多人。他们的研发过程是从模拟空间站失重效应的水下航天员操作力测量系统,到模拟空间站失重环境的失重飞机航天员操作力测量系统的研发,再到天宫二号航天员在轨操作力测量系统。