2022年11月29日，長征二號(hào)F遙十五運(yùn)載火箭在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，將神舟十五號(hào)載人飛船成功送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。在此次任務(wù)中，航天科技集團(tuán)四院承擔(dān)了被譽(yù)為航天員“生命之塔”的火箭逃逸救生系統(tǒng)的全部動(dòng)力裝置、神舟飛船的全套結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)等產(chǎn)品的研制生產(chǎn)任務(wù)，全程為空間站建設(shè)護(hù)航。

“生命之塔” 讓航天員放心出征

　　由于頭頂標(biāo)志性的形似“避雷針”的裝置——火箭逃逸塔，長征二號(hào)F火箭成為了長征系列家族中辨識(shí)度最高的一款火箭。此次，火箭的整個(gè)逃逸系統(tǒng)由大小10臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)組成，全部由航天四院研制。

　　逃逸系統(tǒng)全部采用固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，具有瞬間產(chǎn)生巨大推力的特點(diǎn)。一旦火箭在發(fā)射升空階段出現(xiàn)危及航天員生命安全的重大故障，能夠按指令點(diǎn)火工作，在2秒左右的時(shí)間內(nèi)，迅速將載有航天員的飛船艙體帶到2-3千米以外的安全地帶，幫助航天員安全逃生，因此被形象地稱為火箭上的“救生艇”。

　　逃逸系統(tǒng)由低空和高空兩組發(fā)動(dòng)機(jī)組成，分別承擔(dān)從火箭起飛前30分鐘到起飛后120秒，起飛后120-200秒左右兩個(gè)時(shí)間段內(nèi)的救生任務(wù)。

　　低空逃逸為第一階段，救生任務(wù)主要由逃逸塔完成，被稱為“有塔逃逸”。逃逸塔由大小6臺(tái)固體發(fā)動(dòng)機(jī)組成，一臺(tái)逃逸主發(fā)動(dòng)機(jī)、一臺(tái)分離發(fā)動(dòng)機(jī)和四臺(tái)偏航俯仰控制發(fā)動(dòng)機(jī)。在火箭起飛前30分鐘、起飛后120秒內(nèi)，飛行高度39千米以下時(shí)，如果發(fā)生危急航天員生命安全的重大故障，逃逸主發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)按指令點(diǎn)火工作，配合偏航俯仰控制發(fā)動(dòng)機(jī)，像“拔蘿卜”一樣，將航天員乘坐的軌道艙、返回艙從火箭整流罩中拖拽到1500-2000米外的安全區(qū)域，再通過攜帶的降落傘減速，安全著陸到地面。而如果這一階段火箭飛行一切順利，120秒后分離發(fā)動(dòng)機(jī)則會(huì)點(diǎn)火工作，實(shí)現(xiàn)逃逸塔與箭體的自行分離。低空階段的護(hù)航任務(wù)順利完成。

　　高空逃逸為第二階段，救生任務(wù)主要由安裝在飛船整流罩上的四臺(tái)高空逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)完成，被稱為“無塔逃逸”。火箭飛行時(shí)間120秒-200秒、飛行高度39-110公里期間，一旦逃逸系統(tǒng)檢測出火箭發(fā)生了威脅航天員生命安全的重大故障，逃逸系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出，或者航天員和地面工作人員手動(dòng)發(fā)出逃逸指令，高空逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)點(diǎn)火工作來完成救生任務(wù)。而期間如果火箭飛行一切順利，200秒左右后，高空逃逸發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)與整流罩一起與箭船分離。

　　至此，四院逃逸系統(tǒng)飛船發(fā)射階段的護(hù)航使命就全部完成了。

　　自1992年中國載人航天工程正式開展以來，四院研制的火箭逃逸救生系統(tǒng)固體發(fā)動(dòng)機(jī)隨同長征二號(hào)F火箭一起，先后參加了從神舟一號(hào)到神舟十五號(hào)，多次無人、載人飛行和交會(huì)對接任務(wù)，助力完成了歷次完美飛行，次次不辱使命，被譽(yù)為“航天員的生命之塔”。

艙體密封件 尺寸精度相當(dāng)于頭發(fā)絲1/5

　　在外太空環(huán)境下，密封性能是飛行器的關(guān)鍵。動(dòng)、靜結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的密封構(gòu)成了飛船、空間站的艙體結(jié)構(gòu)密封系統(tǒng)，對隔離艙體與外層空間、支撐艙內(nèi)安全獨(dú)立的生存環(huán)境起著至關(guān)重要的作用。

　　未來，航天員將在空間站中長期駐留實(shí)驗(yàn)，必須保證艙內(nèi)壓力、溫度、濕度、氣體成分等航天員生存條件。其密封件除要求密封性能安全可靠外，還要求材料安全無毒，能經(jīng)受住-70到200℃高低溫交變等各種空間復(fù)雜環(huán)境的長期考驗(yàn)，可安全使用30年。

　　經(jīng)過試生產(chǎn)，四院研制的密封件尺寸精度完全滿足要求，尺寸超差范圍不超過0.01毫米，相當(dāng)于頭發(fā)絲的1/5。所選用的每種材料都經(jīng)過了近百次試驗(yàn)驗(yàn)證，確保了其安全性能。生產(chǎn)的高性能密封樣件，進(jìn)行了多種空間綜合環(huán)境試驗(yàn)，各項(xiàng)性能滿足設(shè)計(jì)要求，達(dá)到國際同類產(chǎn)品水平。

艙外航天服橡膠件 保障航天員安全出艙

　　航天員身著艙外航天服出艙活動(dòng)，儼然就是一個(gè)在空間運(yùn)行的小衛(wèi)星，必須具備獨(dú)立的運(yùn)行系統(tǒng)，才能保證航天員的氣、液、電供給，保證其生存、工作和通訊。艙外航天服氣壓調(diào)節(jié)是關(guān)鍵，更不能出現(xiàn)一絲漏氣。

　　四院為航天員量身定制的艙外航天服橡膠件主要包括三類產(chǎn)品，分別是艙外航天服主氣密層、手套橡膠件、連接處密封件。主氣密層涉及肩、肘、臀、膝、踝等多個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)，能夠?yàn)楹教靻T在太空超低溫條件下靈活出艙活動(dòng)提供必要的基礎(chǔ)防護(hù);手套橡膠件是航天員艙外航天服手套的重要部件，能夠?yàn)楹教靻T進(jìn)行艙外作業(yè)時(shí)提供靈活操作功能和必要的防護(hù);連接處密封件能夠耐受空間環(huán)境，既確保密封嚴(yán)絲合縫，又確保了航天服關(guān)節(jié)靈活自如。

　　該系列橡膠件具有高強(qiáng)度、高抗撕、耐高低溫交變等性能，空間環(huán)境適應(yīng)性良好，所采用材料無毒、無污染，各項(xiàng)空間環(huán)境耐受性能均達(dá)到國外同類材料水平，滿足空間飛行器衛(wèi)生學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

二氧化碳吸附藥盤 打造安全衛(wèi)生的太空家園

　　航天員在天和號(hào)核心艙生活，要進(jìn)行航天員自身的健康管理，并按計(jì)劃開展日常生活照料、生活鍛煉等，而人呼出的二氧化碳需要進(jìn)行處理，才能確保航天員生活環(huán)境的有氧狀態(tài)，而二氧化碳吸附藥盤就是艙外航天服生命保障系統(tǒng)中的重要部件。

　　航天員身著艙外航天服執(zhí)行艙外任務(wù)時(shí)，該藥盤能吸收航天員在航天服內(nèi)代謝產(chǎn)生的二氧化碳，確保二氧化碳濃度在允許范圍內(nèi)，從而保障航天員生命安全和身體健康。四院歷經(jīng)五年艱辛工作，相繼攻克高效無毒配方、高強(qiáng)度成型工藝等關(guān)鍵技術(shù)，成功研制了低流阻、低粉塵、高強(qiáng)度、高吸收率的吸附藥盤，為航天員順利安全執(zhí)行艙外任務(wù)打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　四院還為空間站的“太空廁所”研制了大便袋上蓋組件，主要用于空間站航天員日常排瀉物的殺菌處理，精心為航天員長期在站工作生活提供安全、衛(wèi)生、舒適、溫馨的“空間家園”。(記者 關(guān)穎)