Eine „Himmelsbrücke“ verbindet die „natürliche Kluft“, um den Ausgang aus dem Weltraum zu erleichtern

Am 17. November 2022 versammelten sich die drei Module der chinesischen Raumstation am Himmel. Der Höhepunkt war die Montage der „T“-Grundkonfiguration im Orbit. Noch aufregender ist es, dass die Astronautencrew von Shenzhou 14 die Kabine zum dritten Mal erfolgreich verlassen hat. Während dieser Außenbordmission stellten die Astronauten die Verbindung des gesamten autonomen Außenbordtransferpfads der Station her und führten zum ersten Mal Außenbordmanöver durch , wodurch die Welt erneut das „ menschenorientierte “ Designkonzept der chinesischen Luft- und Raumfahrttechnologie erleben konnte.

▲Astronauten installieren das Verbindungsgerät zwischen den Kabinen

Dieses Mal leisteten 18 von der Generalversammlung und der Abteilung für Umwelttechnik der Fünften Akademie der China Aerospace Science and Technology Corporation (im Folgenden als „Fünfte Akademie“ bezeichnet) entwickelte Außenbordwartungswerkzeuge aus 15 Kategorien einen starken Beitrag zum vollständigen Erfolg der Mission. Darunter befinden sich neben den bekannten „Artefakten“ wie dem Fußbegrenzer und den Außenbordmotoren auch zwei von den Entwicklern als „Weltraumbrücken“ gepriesene Kabinenverbindungsgeräte, die ihr Debüt feierten und bei der Mission eine wichtige Rolle spielten. Sie helfen den Astronauten nicht nur dabei, Transferwege zwischen den Modulen Tianhe und Wentian sowie zwischen Tianhe und Mengtian zu bauen, indem sie die „natürliche Barriere“ außerhalb des Moduls in Sekundenschnelle in einen Durchgang verwandeln, sondern ebnen auch den technischen Weg für die nachfolgenden komplexeren Intermodul-Missionen der Raumstation.

Sehen Sie, wie die „Space Skybridge“ den „natürlichen Abgrund“ außerhalb der Kabine in Sekundenschnelle in eine „Himmelsautobahn“ verwandelt

Die T-Konfiguration der chinesischen Raumstation ist besonders und komplex. Die erfolgreiche Durchführung mehrerer Außenbordeinsätze von der Außenwand eines Moduls zum anderen ist für Astronauten in schweren Raumanzügen zweifellos eine große Herausforderung. Um den Astronauten das freie Pendeln zwischen den Modulen zu ermöglichen und so verschiedene Aufgaben außerhalb des Fahrzeugs zu erledigen, ist der Bau eines Transferpfads zwischen den Modulen die erste Wahl. Zu diesem Zweck hat das Entwicklungsteam für Außenbordwartungswerkzeuge der Fünften Akademie speziell eine flexible und sichere „ Weltraumbrücke “ für die Raumstation entwickelt, die als Verbindungsvorrichtung zwischen den Kabinen dient. Unterschätzen Sie diese „Wunderwaffe“ nicht. Es handelt sich um das längste Außenbordgerät, das sich derzeit auf der Raumstation befindet, und um ein wichtiges Gerät, mit dem kabinenübergreifende Wartungsarbeiten im Orbit durchgeführt werden können. Damit lässt sich die „natürliche Barriere“ zwischen den Kabinen im Handumdrehen in einen „himmelhohen Durchgang“ verwandeln .

▲Verbindungsvorrichtung zwischen den Kabinen

Allerdings lässt sich die Konstruktion der Verbindungsvorrichtung zwischen den Kabinen nicht über Nacht realisieren. Es muss nicht nur die Anforderungen an die Verbindungslänge über große Entfernungen zwischen dem Knotenmodul und dem Wentian-Modul sowie zwischen dem Knotenmodul und dem Mengtian-Modul erfüllen, sondern auch die Einschränkungen des Uplink-Speicherplatzes in Bezug auf die Produktgröße während des Starts vollständig berücksichtigen und es den Astronauten ermöglichen, es außerhalb der Kabine zu installieren. Die Designschwierigkeiten liegen auf der Hand. „ Wir müssen unseren eigenen Weg finden! “ Angesichts strenger Designanforderungen und begrenzter technischer Erfahrung führte das Forschungs- und Entwicklungsteam mehrere Forschungsrunden durch und entschied sich schließlich für die technische Lösung des Faltaufstiegs und der Außenbordeinführung . Das heißt, beim Aufstieg wird die Lösung gewählt, bei der die Frachttasche gefaltet und dann beladen wird, wodurch nicht nur der Platzbedarf gedeckt wird, sondern das Produkt während des Aufstiegs auch angemessen geschützt wird. Wenn die Astronauten das Fahrzeug verlassen, können sie es durch eine bequeme Bedienung auseinanderfalten und zwischen den beiden Abteilen aufstellen. Gleichzeitig wird sich, da sich die relative Position oder Lage der beiden Kabinen in der Mikrogravitationsumgebung im Orbit ändern kann, auch der relative Abstand zwischen den Geräteinstallationsschnittstellen an den Außenwänden der beiden Kabinen entsprechend ändern. Deshalb haben die Entwickler zwei ausgeklügelte Einstellmechanismen für das Gerät entwickelt, um eine zuverlässige Verbindung und intakte Werkzeuge zu gewährleisten.

Die „Weltraumbrücke“ ist mit mehreren „Schlössern“ für mehr Sicherheit ausgestattet

Da sie als „Weltraumbrücke“ bekannt ist, macht sie ihrem Namen alle Ehre, da sie sehr zuverlässig ist und die Astronauten nicht stört. Als die Astronauten die Raumstation erreichten, waren sie gerade damit beschäftigt, die verschiedenen Geräte um sie herum zu „entriegeln“. Gleichzeitig waren die Verbindungsvorrichtungen in der Kabine jedoch „ fest verschlossen “, damit die Astronauten ihre Arbeit außerhalb der Kabine sicher verrichten konnten. Aufgrund der Anforderungen von Außenbordeinsätzen von Astronauten muss es nicht nur beim Andocken an die Schnittstellen an beiden Enden der Kabine verriegelt werden, sondern auch, wenn es am Operationstisch aufgehängt und mit dem Roboterarm über einen großen Bereich bewegt wird, um den gefalteten Zustand beizubehalten, und auch beim Entfalten vom gefalteten in den flachen Zustand verriegelt werden, um den aufgestellten Zustand beizubehalten. Diese Reihe von „Verriegelungs“-Aktionen wird mit Hilfe mehrerer Sicherheitsschlösser abgeschlossen, die in der Kabinenverbindungsvorrichtung angebracht sind.

Laut den Entwicklern der Fünften Akademie „sind insgesamt 13 Verriegelungen für das gesamte Gerät vorgesehen, insbesondere 4 Verriegelungen an den Installationsschnittstellen zwischen den beiden Enden des Geräts und der Kabine, um eine absolut zuverlässige Verbindung zu gewährleisten. Darüber hinaus wurden die Paddel des Verriegelungsschalters und die Standardteile an der Hauptstruktur des Geräts sorgfältig entwickelt, um versehentliche Berührungen während des Astronautentransfers wirksam zu vermeiden und den erfolgreichen Abschluss der Außenbordmission sicherzustellen.“

Alles für die „Weltraumbrücke“ der Astronauten

Demonstration des „menschenorientierten“ Designkonzepts der chinesischen Luft- und Raumfahrttechnologie

Die bemannte Raumfahrt ist eine Frage von Leben und Tod. Als Verbindungsvorrichtung zwischen den Kabinen der „Weltraumbrücke“ für den Betrieb zwischen den Kabinen war ihre Sicherheit im Orbit schon immer das größte Anliegen des Entwicklungsteams für Außenbordwartungswerkzeuge der Fünften Akademie. „ Können wir es besser machen? “ ist eine tiefgründige Frage, die Forscher in Diskussionen oft stellen. Ihr größter Wunsch ist es, Astronauten bei der sicheren, komfortablen und effizienten Durchführung von Außenbordeinsätzen tatkräftig unterstützen zu können.

Damit die „Space Bridge“ sicher in den Weltraum fliegen kann und für Astronauten beim Verlassen der Kabine eine einfach zu verwendende Außenbordausrüstung darstellt, hat das Entwicklungsteam bei der detaillierten Konstruktion und ergonomischen Bewertung der Kabinenverbindungsvorrichtung die wertvollen Anwendungserfahrungen der Astronautenbesatzungen Shenzhou XII und Shenzhou XIII bei ihren Außenbordmissionen voll ausgenutzt und basierend auf den Nutzungsanforderungen der Außenbordmissionen der Astronauten mehrere Runden iterativer Konstruktion und ergonomischer Überprüfung der Kabinenverbindungsvorrichtung durchgeführt. Durch die sorgfältige Politur wurden die Position der Schalter, die Richtung der Schilder, die Größe der Beschriftungsschriftarten, die Bedienpositionen, die gewohnten Körperhaltungen der Astronauten usw. perfektioniert, wodurch die „Weltraumbrücke“ immer rücksichtsvoller wurde.

▲Das Entwicklungsteam führt eine vollständige Prozesssimulation der Installation des Kabinenverbindungsgeräts im Orbit durch

Im Bereich der Umwelttests nutzte das Entwicklungsteam für Werkzeuge zur Außenbordwartung der Fünften Akademie die Vorteile der Kabinenstromversorgung voll aus und entwickelte ein „spezielles Testpapier“ für das Verbindungsgerät zwischen den Kabinen. Zusätzlich zu den grundlegenden mechanischen und thermischen Umgebungstests entwickelten sie auch erweiterte Fragen für die Kabinenverbindungsgeräte. Die Bediener trugen simulierte Handschuhe in Umgebungen mit extrem hohen und niedrigen Temperaturen und entriegelten und verriegelten jeden Schalter einzeln, um die Funktion jedes Schalters zu testen und so ein umfassendes und zuverlässiges Design und ein reibungsloses Benutzererlebnis sicherzustellen. Bevor das Raumschiff in die Umlaufbahn eintrat, wurde es zahlreichen strengen Tests am Boden unterzogen, sodass es, obwohl es sein erster Auftritt war, „zuversichtlich“ genug war, um den erfolgreichen Abschluss der Mission sicherzustellen.

Nach sorgfältiger Schlussfolgerung und strenger Überprüfung machte sich die „Space Bridge“ auf den Weg ins All. Diese „Himmelsbrücke“ mit hochintegrierter Funktionsebene bietet den Astronauten starke Unterstützung für einen bequemen und sicheren Transfer zwischen den drei Kabinen. Das Entwicklungsteam für Außenbordwerkzeuge ist außerdem zuversichtlich, dass es nachfolgende Entwicklungsaufgaben übernehmen und zum langfristigen stabilen Betrieb der Raumstation und zur wissenschaftlichen Forschung im Orbit beitragen kann.