中国空间站有一个位置非常特殊,就是梦天实验舱的货物气闸舱,该舱在面向太空的舱壁上豁开了一个大口子,并在此布设了一扇滑移开启的电动弧形门。
电动弧形门打开后,可以通过宽度达1.2米的货物,考虑到间隙余量,实际上门体对应的开口宽度必然超过1.2米。
与之对比,天和核心舱“人员气闸舱”出舱舱门直径是0.8米,问天实验舱“人员专用气闸舱”的舱门直径是1米,所以梦天实验舱“货物气闸舱”出舱舱门就是中国空间站最大的出舱舱门。
实际上这项纪录远不止于中国空间站,国际空间站的日本希望号实验舱“货物气闸舱”的舱门直径仅有0.8米。
所以,中国空间站的货物气闸舱就是人类在太空部署的规模最大的货物气闸舱。
在过去,两个人员气闸舱已经多次直播出镜,大家并不陌生,但货物气闸舱就不同了,它没有进行过直播展示,只在一些官方视频片段中公布过一些画面。
不过,在最近神舟二十三号的阶段性总结宣传视频中,官宣竟然直接公开了货物气闸舱作业过程中的“留痕记录视频”,专业性相当强。
货物气闸舱有两道舱门,一道前面提到的出舱舱门,也叫做“外舱门”,还有一道就是连接货物气闸舱与实验舱的方形“内舱门”:
基于气密要求,内舱门与外舱门永远不会同时开启。
内舱门打开后,气闸舱内“载荷转移机构”的伸缩支架可以直接伸出,方便航天员安装出舱载荷:
国际空间站的日本货物气闸舱,由于尺寸太小,航天员只能趴在地板上安装出舱载荷:
内舱门的设计与制造难度很高,因为内舱门尺寸非常大,对保持舱体刚性是不利因素。
从航天员拍摄的内舱门细节画面中,可以感受到工业之美:
载荷转移机构逆时针旋转90°,让出舱货物朝向出舱舱门:
打开电动弧形出舱舱门,这就是目前世界上最大的货物气闸舱出舱舱门:
出舱舱门打开时,可以看到内舱门已经关闭,内舱门上还有一扇用于航天员目视观察的观察窗:
伸缩支架已经将货物送至舱外:
可以看到机械臂就在舱门外等着,它将与出舱货物的目标适配器对接,进而将出舱货物安装至指定舱外位置。下图中的白色反光装置就是机械臂,在太阳照耀下,显得格外耀眼:
从舱外机械臂视角看货物气闸舱出舱口:
机械臂正在抓取出舱货物:
货物气闸舱不仅能让货物出舱,也能让货舱回舱,而且不需要航天员出舱干预,资源消耗量非常少,而作业效率又极高。
话说,为什么不足百吨的中国空间站,却配置有比420吨级国际空间站大得多的货物气闸舱?
因为国际空间站的空间资源浪费现象非常严重,各参与国都有自己的利益要维护,难以在设计上实现高度统一。
比如日本承担了国际空间站的货物气闸舱任务,但他们也有在轨实验需求,需要布置一些科研实验机柜,因此就不能将货物气闸舱做得太大,而这又从整体上限制了国际空间站的效能发挥。
中国空间站的梦天实验舱就是一体化统筹设计的典范,其货物气闸舱所处位置,原本是计划用于巡天光学望远镜的安装:
但在设计过程中,科研人员认为,巡天望远镜与空间站的运营需求有很多矛盾点,最终在权衡利弊后,巡天光学望远镜最终脱离空间站成为独立的“巡天光学舱”。
巡天光学舱分离出去后,就解放了一大片空间,世界最大的货物气闸舱也就应运而生了:
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