神九利用五種產(chǎn)品對(duì)抗失重挑戰(zhàn)。人民圖片

18日17時(shí)許，航天員景海鵬順利開啟圓形的軌道艙艙門，進(jìn)入對(duì)接通道，隨后景海鵬成功開啟天宮一號(hào)的實(shí)驗(yàn)艙艙門，以飄浮姿態(tài)首先進(jìn)入天宮。航天員劉旺、女航天員劉洋也以同樣姿態(tài)進(jìn)入天宮。這是中國航天員第一次到正在太空運(yùn)行的目標(biāo)飛行器里“串門”，他們將在這里工作生活6天左右。

“很順利，很圓滿，一點(diǎn)都沒有偏差！”中國航天科技集團(tuán)五院載人航天總體部機(jī)械工程總體研究室副主任、35歲的郝平，通過電視直播關(guān)注著航天員“串門”的全過程，他對(duì)艙門的表現(xiàn)十分滿意。

有一點(diǎn)壓力差，打開艙門時(shí)就會(huì)費(fèi)勁

在太空中開門、關(guān)門，可不像地球上那樣簡單。2008年神舟七號(hào)飛船成功飛天，翟志剛開啟軌道艙艙門準(zhǔn)備進(jìn)入太空時(shí)，由于軌道艙艙內(nèi)壓力較大，用力拉了好幾次后，艙門才打開。另外，國外還曾出現(xiàn)過交會(huì)對(duì)接后，艙門打不開的情況。

“這次也準(zhǔn)備了艙門萬一打不開等意外情況的各種預(yù)案，但壓力控制得很好，預(yù)案全都不需要啟用。”郝平說。

神九有3個(gè)艙門：位于對(duì)接機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的前艙門、出艙艙門和返回艙艙門，天宮則只有一個(gè)艙門。

郝平說，交會(huì)對(duì)接成功后，神九位于對(duì)接機(jī)構(gòu)內(nèi)側(cè)的前艙門、天宮一號(hào)的艙門之間，形成一個(gè)密閉通道，起初是真空狀態(tài)。航天員首先要通過飛船上攜帶的空氣，向通道內(nèi)復(fù)壓，同時(shí)打開對(duì)接通道平衡閥，保證兩側(cè)壓力平衡。

“航天員在太空不是特別好用力，如果有一點(diǎn)壓力差，打開艙門時(shí)就會(huì)費(fèi)勁。” 郝平說。

神九一側(cè)的艙門，航天員是通過手柄打開的。考慮方便航天員操作，按照單臂可開艙門的力度設(shè)計(jì)，盡量使航天員能夠用比較小的力把艙門打開。

“這就產(chǎn)生了一個(gè)矛盾：神九要在太空飛好長時(shí)間，艙門內(nèi)兩個(gè)密封圈的壓縮量越大，貼合得越好，密封性越強(qiáng)，但這同時(shí)會(huì)導(dǎo)致艙門開關(guān)力增大。” 郝平說。

如何解決這個(gè)矛盾？從神八開始，為找到一個(gè)合適的密封圈壓縮率，研究人員做了大量的試驗(yàn)，最后確定的密封圈壓縮率為大于7%。

艙門密封性能，關(guān)系到航天員生命安全，是非常重要的。為了保證高可靠性，專家們進(jìn)行了大量的試驗(yàn)和測試。在保證密封性能的情況下，要求艙門開關(guān)次數(shù)不小于200次。“實(shí)際上能到300次，200次以內(nèi)的可靠性是很高的。”郝平說。

艙門如果夾了一根頭發(fā)，漏率可能就不滿足要求

對(duì)接通道兩側(cè)，神九和天宮的艙門上都有舷窗，航天員可以通過舷窗觀察對(duì)面的情況。郝平介紹，在設(shè)計(jì)時(shí)，這是對(duì)艙門技術(shù)狀態(tài)的一個(gè)很大的更改，為此，把原來艙門上的機(jī)輪結(jié)構(gòu)整個(gè)都挪到別的地方去了。

艙門設(shè)計(jì)上，還有一些特殊的要求。例如，開啟角度不小于100度，使對(duì)接通道能夠完全呈現(xiàn)出來。門軸有阻尼設(shè)計(jì)，不是特別光滑，以確保開關(guān)不會(huì)很隨意，航天員不小心碰一下、或有點(diǎn)風(fēng)，不會(huì)使門突然關(guān)上。

天宮一號(hào)的艙門，和神九幾乎完全一樣。景海鵬通過艙門鑰匙，打開了這個(gè)艙門。這是天宮一號(hào)的艙門首次在太空中開啟。“這把鑰匙很關(guān)鍵，鑰匙忘帶就白去了。”郝平笑著說。

航天員離開天宮時(shí)，關(guān)閉艙門，也不是一件簡單的事情。郝平說，航天員有一個(gè)秘密武器：無塵拭布——類似于濕巾，需要進(jìn)行塑封，保持一定濕度，還要求防火，沒有有毒氣體釋放。航天員要用無塵拭布，對(duì)天宮和神九的艙門密封圈先后進(jìn)行清潔。“如果夾了一根頭發(fā)，漏率可能就不滿足要求。”

經(jīng)過3年研制，研究人員付出了大量心血

郝平說，神九和天宮上的艙門，從初樣到正樣，經(jīng)過了大約3年時(shí)間的研制，研究人員付出了大量的心血。

他舉了一個(gè)例子：神九艙門上加裝了一個(gè)攝像機(jī)，人們就是通過這個(gè)攝像機(jī)，觀看到對(duì)接全過程的。攝像機(jī)裝上去后給艙門增加了負(fù)載，如何保證艙門不會(huì)變形、破壞，專家們做了大量計(jì)算、試驗(yàn)，證明艙門可以承受得住攝像機(jī)。

郝平說，這個(gè)攝像機(jī)在交會(huì)對(duì)接前，利用專門設(shè)計(jì)的蝶形螺絲，安裝在另外一個(gè)地方，對(duì)準(zhǔn)艙內(nèi)。交會(huì)對(duì)接前，航天員可以很輕松地把它拿下來，換到艙門上去，兩頭的接口完全一樣，以減少在軌操作的復(fù)雜性。

這個(gè)設(shè)想產(chǎn)生后，相關(guān)團(tuán)隊(duì)一起努力，設(shè)計(jì)單位和生產(chǎn)單位前后用了幾個(gè)月時(shí)間，終于解決了這個(gè)難題。

來源：人民日?qǐng)?bào) 編輯：鄧京荊