原标题:至少运行10年,中国空间站长寿秘方在哪?
如同汽车,在使用一定年限和里程后要报废一样,空间站也没有永久寿命,只要使用,只要有人居住、工作和进行科学实验,就会有损耗。那么中国空间站的设计寿命如何,又采取了哪些措施来保证长期在轨稳定运行呢?
未来中国空间站在轨运行示意图(供图:中国航天科技集团五院)
航天科技集团五院空间站系统副总设计师侯永青介绍,中国空间站设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力。为了保证空间站在轨长寿命要求,科研人员从设计伊始,就开展了长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。具体来讲,就是以系统和产品的长寿命和固有可靠性设计为基础,配合开展系统和产品在轨故障诊断、处置预案设计、维修性设计,以实现长寿命、可靠性的既定目标。”
空间站在太空中安家后,将面对来自宇宙的各种威胁和挑战,比如,原子氧、紫外辐照、真空、温度交变、空间碎片以及微重力等等,这些危险元素可能会造成空间站的材料性能衰退,或者诱发故障,从而制约舱外电缆、表面涂层、光学镜头等产品和设备的使用寿命。
虽然中国空间站有一个结实的身板,但是再强的壮汉也免不了头疼脑热、磕磕碰碰,生病、受伤在所难免。“影响天和核心舱舱体主结构长寿命的因素主要有疲劳损伤、意外损伤和腐蚀三种模式。”航天科技集团五院空间站系统总体主管设计师夏乔丽说。
疲劳损伤,顾名思义就是在轨后长期受到内压、温度变化以及大部件运动的作用和影响,一些应力相对集中的部位以及运动部件连接的结构处可能会出现疲劳损伤;意外损伤则是指空间站在轨运行后,在微流星、空间碎片撞击等意外损伤的条件下,有可能会出现较大的裂纹,从而引起舱体泄露、舱体开窗、撕裂等灾难性事故;腐蚀主要是由于密封舱内环境温度变化、湿度变化等因素,舱体主结构面临腐蚀的风险。此外,在运输及总装过程中,舱体通过海运运到海南发射场,路途中会有盐雾环境,有发生盐雾腐蚀的可能。