2022年11月29日，長征二號F遙十五運載火箭在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，將神舟十五號載人飛船成功送入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。在此次任務中，航天科技集團四院承擔了被譽為航天員“生命之塔”的火箭逃逸救生系統(tǒng)的全部動力裝置、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，全程為空間站建設護航。

“生命之塔” 讓航天員放心出征

　　由于頭頂標志性的形似“避雷針”的裝置——火箭逃逸塔，長征二號F火箭成為了長征系列家族中辨識度最高的一款火箭。此次，火箭的整個逃逸系統(tǒng)由大小10臺發(fā)動機組成，全部由航天四院研制。

　　逃逸系統(tǒng)全部采用固體火箭發(fā)動機，具有瞬間產(chǎn)生巨大推力的特點。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，能夠按指令點火工作，在2秒左右的時間內(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)動機組成，分別承擔從火箭起飛前30分鐘到起飛后120秒，起飛后120-200秒左右兩個時間段內(nèi)的救生任務。

　　低空逃逸為第一階段，救生任務主要由逃逸塔完成，被稱為“有塔逃逸”。逃逸塔由大小6臺固體發(fā)動機組成，一臺逃逸主發(fā)動機、一臺分離發(fā)動機和四臺偏航俯仰控制發(fā)動機。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，如果發(fā)生危急航天員生命安全的重大故障，逃逸主發(fā)動機會按指令點火工作，配合偏航俯仰控制發(fā)動機，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)動機則會點火工作，實現(xiàn)逃逸塔與箭體的自行分離。低空階段的護航任務順利完成。

　　高空逃逸為第二階段，救生任務主要由安裝在飛船整流罩上的四臺高空逃逸發(fā)動機完成，被稱為“無塔逃逸”?；鸺w行時間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)會自動發(fā)出，或者航天員和地面工作人員手動發(fā)出逃逸指令，高空逃逸發(fā)動機就會點火工作來完成救生任務。而期間如果火箭飛行一切順利，200秒左右后，高空逃逸發(fā)動機會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)動機隨同長征二號F火箭一起，先后參加了從神舟一號到神舟十五號，多次無人、載人飛行和交會對接任務，助力完成了歷次完美飛行，次次不辱使命，被譽為“航天員的生命之塔”。

艙體密封件 尺寸精度相當于頭發(fā)絲1/5

　　在外太空環(huán)境下，密封性能是飛行器的關鍵。動、靜結(jié)構(gòu)與機構(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)安全獨立的生存環(huán)境起著至關重要的作用。

　　未來，航天員將在空間站中長期駐留實驗，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雜環(huán)境的長期考驗，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)過了近百次試驗驗證，確保了其安全性能。生產(chǎn)的高性能密封樣件，進行了多種空間綜合環(huán)境試驗，各項性能滿足設計要求，達到國際同類產(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，儼然就是一個在空間運行的小衛(wèi)星，必須具備獨立的運行系統(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、踝等多個活動關節(jié)，能夠為航天員在太空超低溫條件下靈活出艙活動提供必要的基礎防護;手套橡膠件是航天員艙外航天服手套的重要部件，能夠為航天員進行艙外作業(yè)時提供靈活操作功能和必要的防護;連接處密封件能夠耐受空間環(huán)境，既確保密封嚴絲合縫，又確保了航天服關節(jié)靈活自如。

　　該系列橡膠件具有高強度、高抗撕、耐高低溫交變等性能，空間環(huán)境適應性良好，所采用材料無毒、無污染，各項空間環(huán)境耐受性能均達到國外同類材料水平，滿足空間飛行器衛(wèi)生學標準的要求。

二氧化碳吸附藥盤 打造安全衛(wèi)生的太空家園

　　航天員在天和號核心艙生活，要進行航天員自身的健康管理，并按計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)行艙外任務時，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、高強度成型工藝等關鍵技術(shù)，成功研制了低流阻、低粉塵、高強度、高吸收率的吸附藥盤，為航天員順利安全執(zhí)行艙外任務打下了堅實基礎。

　　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 關穎)