นักบินอวกาศเข้าสถานีอวกาศจากยานอวกาศอย่างไร

โดย จาง เหลย

ท่านรู้หรือไม่ว่านักบินอวกาศเข้าสถานีอวกาศจากยานอวกาศอย่างไร? ในฐานะ "บริเวณข้อต่อ" ในการก่อสร้างสถานีอวกาศจีน ระบบเชื่อมต่อที่วิจัยและพัฒนาโดยสถาบันวิจัยแห่งที่ 8 สังกัดกลุ่มบริษัทวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการบินอวกาศแห่งประเทศจีนจำกัด (ต่อไปเรียกว่า "สถาบัน 8 กลุ่มวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการบินอวกาศ") ได้สร้างช่องทางชีวิตที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ให้กับนักบินอวกาศในการเข้าประจำการในสถานีอวกาศ

กระบวนการเชื่อมต่อเปรียบเสมือนการเต้น "วอลซ์อวกาศ"

หลังจากถูกปล่อยสู่วงโคจรแล้ว ยานอวกาศพร้อมมนุษย์เสินโจว-14 ได้เริ่มการเดินทางไล่ตามสถานีอวกาศ และดำเนินการเข้าประกบและเชื่อมต่อกับโมดูลหลักในแนวตั้งอย่างรวดเร็วและอัตโนมัติ โดยเทียบท่าในช่องทางพิเศษสำหรับนักบินอวกาศโดยเฉพาะที่โมดูลหลักได้เตรียมไว้ให้ล่วงหน้า

เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวต่างๆที่ตามมา นายเหยา เจี้ยน หัวหน้านักออกแบบระบบย่อยในระบบเชื่อมต่อของยานอวกาศพร้อมมนุษย์เสินโจวจาก "สถาบัน 8 กลุ่มวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีการบินอวกาศ" พรรณนาให้ฟังว่า ควบคู่ไปกับการค่อยๆเข้าใกล้กันระหว่างยานอวกาศกับสถานีอวกาศ ระบบเชื่อมต่อเชิงรุกบนยานอวกาศจะดีดออกซึ่งห่วงเชื่อมต่อ พยายามบรรลุ"การจับมือกัน"กับระบบเชื่อมต่อเชิงตั้งรับบนสถานีอวกาศ หลังจาก "การจับมือกัน" ประสบความสำเร็จ ระหว่างยานอวกาศกับสถานีอวกาศยังคงมีความคลาดเคลื่อนทางท่าทางและการสั่นดำรงอยู่ ในเวลานี้จำเป็นต้องบรรลุการบัฟเฟอร์และดูดซับพลังงาน และแก้ไขความคลาดเคลื่อนทางท่าทางผ่านองค์ประกอบสปริงต่างๆและอื่นๆในระบบเชื่อมต่อ ในขณะเดียวกันต้องประกันไม่ให้พลังงานมหาศาลระหว่างกระบวนการเชื่อมต่อส่งผลกระทบต่อร่างกายของนักบินอวกาศในยานอวกาศมากเกินไป หลังจากยานอวกาศอยู่ในท่าที่มั่นคงแล้ว ระบบเชื่อมต่อจะเข้าหากันผ่านการดึงห่วงเชื่อมต่อ และในที่สุดก็ "กอด" เข้าด้วยกัน สุดท้ายระบบเชื่อมต่อจะล็อคกุญแจ 12 ดอกอย่างแน่นหนา บรรลุการเชื่อมต่อที่ปิดสนิทและแข็งแรงระหว่างยานอวกาศกับสถานีอวกาศ นำมาซึ่งช่องทางที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ ถึงเวลานี้นักบินอวกาศจึงสามารถ "ลงเรือขึ้นฝั่ง" ตามลำดับเพื่อเข้าไปที่สถานีอวกาศได้    

ไล่ตาม เข้าใกล้ จับมือ กอด เต้นด้วยกัน ---ในสายตาของนักออกแบบ กระบวนการประกบและเชื่อมต่อระหว่างยานอวกาศกับสถานีอวกาศนั้น เปรียบเสมือนการเต้นรำ "วอลซ์อวกาศ" ซึ่งมีลีลาเต้นที่อ่อนช้อยและสง่างาม

เส้นผ่านศูนย์กลางของ "ระเบียงอวกาศ" เท่ากับความกว้างของประตูห้อง

การเข้าสู่สถานีอวกาศจากยานอวกาศนั้นไม่ง่ายเหมือนการเดินเข้าประตูบ้าน

หลังจากเทียบท่าอย่างแน่นหนาที่สถานีอวกาศแล้ว ก่อนอื่นใดนักบินอวกาศต้องเปิดประตูโมดูลส่งกลับของยานอวกาศเสินโจว-14  แล้วจึงมาที่หน้าประตูโมดูลโคจร

"ในขณะนี้ จะมีช่องทางที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 เซนติเมตร และความยาวประมาณ 1 เมตรได้ถูกสร้างขึ้นระหว่างระบบเชื่อมต่อเชิงรุกของโมดูลโคจรกับระบบเชื่อมต่อแบบตั้งรับในโมดูลหลักของสถานีอวกาศ - นี่ก็คือ ' ระเบียงที่ให้นักบินอวกาศเข้าไปในสถานีอวกาศ ที่นี่ นักบินอวกาศจะหยิบ 'กุญแจ'ออกมาเพื่อเปิดประตูนิรภัยสองชั้นที่นำไปสู่โมดูลหลัก” นายเหยา เจี้ยน แนะนำ

เพื่อให้มีพื้นที่สำหรับนักบินอวกาศในการเข้าและออกได้อย่างสะดวก นักออกแบบได้ดำเนินการออกแบบผลิตภัณฑ์ที่ติดตั้งในระบบเชื่อมต่อแบบบูรณาการ ทั้งยังได้มีการประยุกต์ใช้ตามหลักแห่งการยศาสตร์และทฤษฎีอื่นๆ และในที่สุดก็ได้สร้างช่องทางทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางถึง 80 เซนติเมตรให้กับนักบินอวกาศ ซึ่งเท่ากับความกว้างของประตูห้องปกติ ไม่เพียงเท่านั้น นักออกแบบยังได้ดำเนินการทดลองการจำลองต่างๆ บนพื้นดิน หนึ่งในนั้นคือ ตามขนาดใหญ่ที่สุดของตัวนักบินอวกาศ ได้ขอให้นักออกแบบที่มีความสูง 1.8 เมตร และน้ำหนักมากกว่า 80 กิโลกรัม ดําเนินการผ่านระบบประเมินผลตามการยศาสตร์ เพื่อประกันให้นักบินอวกาศ "รู้สึกดี" ขณะผ่านช่องทางนี้

"ช่องทางชีวิต"ที่ปิดผนึกแน่นสนิท

หลังจากเปิดช่องทางจากการเชื่อมต่อแล้ว นักบินอวกาศจะอยู่ในสภาพที่เท่ากับว่าได้เข้าไปในโมดูลที่ปิดสนิทขนาดใหญ่ เพื่อประกันความปลอดภัยของนักบินอวกาศ ความแน่นหนาในการปิดผนึกโมดูลทั้งหมดจึงมีความสำคัญเป็นอย่างยิ่ง แหวนปิดผนึกบนโครงของระบบเชื่อมต่อจึงกลายเป็นจุดสำคัญยิ่ง

นายเหยา เจี้ยนแนะนำว่า แหวนปิดผนึกของยานอวกาศเสินโจวใช้การออกแบบวงแหวนสองชั้น ติดตั้งอยู่ในร่องรูปตัว T ของด้านเชื่อมต่อของระบบเชื่อมต่อเชิงรุก "การออกแบบเช่นนี้สามารถทำให้มั่นใจได้ว่า ภายใต้สภาพแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์และได้รับผลกระทบอันเลวร้ายจากสภาพแวดล้อมในอวกาศ แหวนปิดผนึกก็จะไม่หลุดออกจากด้านเชื่อมต่อ ทำให้ประสิทธิภาพการปิดผนึกได้รับการปกป้องถึงสองชั้น" เพื่อบรรลุเป้าหมายการออกแบบข้างต้น นักออกแบบได้ทำการวิจัยอย่างสุดกำลังความสามารถเกี่ยวกับวัสดุของแหวนปิดผนึกเป็นเวลานานถึง 6 ปี ได้แก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น "ความเปราะและการเปลี่ยนสภาพ" ของวัสดุธรรมดาในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำและการเสื่อมสภาพของวัสดุหลังการทำงานเป็นเวลานาน สุดท้ายจึงสร้าง "ช่องทางชีวิต" ที่ปิดผนึกแน่นสนิทให้กับนักบินอวกาศได้ด้วยความสำเร็จ

จากระบบเชื่อมต่อรุ่นแรก ถึงระบบเชื่อมต่อรุ่น 2.0 จากการเชื่อมต่อห้องปฏิบัติการอวกาศเทียนกง-1  ถึงการเชื่อมต่อสถานีอวกาศเทียนกง จากการเชื่อมต่อในด้านหน้าและด้านหลังตามแนวราบ ถึงการเชื่อมต่อในแนวตั้ง จากการประกบและเชื่อมต่อที่ใช้เวลาหลายสิบชั่วโมง ถึงการประกบและเชื่อมต่ออย่างรวดเร็วด้วยเวลา 6.5 ชั่วโมง --- ในช่วง 11 ปีที่ผ่านมาระบบเชื่อมต่อได้ประสบความสําเร็จอย่างงดงามในภารกิจการเชื่อมต่อทางอวกาศรวม 20 ครั้ง นำมาซึ่ง “ผลิตภัณฑ์แบรนด์ทอง”นี้ของสถานีอวกาศจีนผ่าน"การจูบกลางอวกาศ" ที่ปลอดภัยและเชื่อถือได้ครั้งแล้วครั้งเล่า