“神舟”号飞船准备进入KM6做试验。
航天员“漫游”太空示意图
东北网9月23日讯 随着“神舟七号”发射日期的临近，社会各界越来越多的目光聚焦在中国载人航天事业上。而在国内高校中，哈尔滨工业大学的名字始终与举世瞩目的“神舟”号系列飞船的研制紧紧相连，大型地面空间环境模拟装置、返回舱焊接变形的矫形、三轴仿真实验转台、容错数管计算机、故障诊断系统……哈工大科研人员攻克了一项项技术难关，为”神舟”号飞船的每一次成功书写了精彩的篇章。如今“神七”发射在即，哈工大参与的这些“神七”项目又成了人们关注的焦点。22日，记者探访哈工大科研人员，为读者揭开了哈工大参研“神七”项目的神秘面纱。
地面实验系统为航天员舱外行走提供环境
在“神舟七号”载人飞船科研攻关中，哈尔滨工业大学承担的一项重大科研项目是航天员舱外航天服的地面实验系统。其中，由该校机电学院哈工大气动技术中心包钢教授带领的课题组一行5人负责了“水平舱环控系统改造”和“紧急复压系统”两项工作，这两个系统都是航天员舱外行走必不可少的实验项目。
水平舱即载人航天“人(航天员)舱(轨道舱)服(舱外航天服)”地面实验舱。课题组负责水平舱环境控制系统的改造工作，即负责为“人舱服”实验提供合适的环境控制。该环控系统模拟太空环境，提供被实验的轨道舱及航天服内气体的氧氮比、压力、温度等环境，在保障航天员生命安全的前提下，使航天员提前适应在轨道舱中的生活。
据了解，航天员身着航天服进舱进行实验时，舱内被抽成真空。倘若航天服发生泄露，航天员就会暴露在真空状态，非常危险，甚至危及生命安全。在这种状况下，舱门不能及时打开，就需要紧急复压系统恢复舱内大气压，使之达到适合人类生存的气压值，紧急抢救航天员。由哈工大科研人员承担的“紧急复压系统”项目的意义也正在于此。
从2006初至2007年一年多的时间里，哈工大气动技术中心课题组一行5人一直为这两个项目忙碌。在做项目期间，为了赶进度，他们吃住在北京航天城。据课题组杨庆俊老师介绍，课题组老师还肩负着教学、学生培养等工作，为了节省时间，他们经常是坐晚上的飞机，凌晨两三点钟到家。上完课、参加完学生毕业答辩等工作又急忙赶回北京。正是这样不知辛苦地工作，他们按照进度顺利完成了两个项目，并顺利通过验收。
空间环境试验设备考验舱外航天服
“神七”发射后，我国航天员将首次出舱进行太空漫步，由于太空的环境比较特殊，所以对航天员及其身着的舱外航天服都是一个严峻的考验。由哈工大科研人员研制的“舱外航天服空间环境模拟试验设备”的投入使用，通过在地面模拟出一个高真空、超低温的空间环境，为“神舟七号”航天员身着舱外航天服进入试验舱模拟进入太空环境的试验和训练做出了贡献。
据了解，“舱外航天服”在组装制造的各个阶段，都要无数次地进行空间环境试验，太空出舱航天员也要多次身着舱外航天服进入空间环境模拟设备进行试验和训练。哈工大特种容器设计与制造研究所在2006年9月承担了舱外航天服空间环境模拟设备的制造任务。在11个月的工程期间，王若维总指挥带领项目组克服了容器在工厂整体制造、超大部件公路运输、现场特殊位置整体吊装等难题。2007年8月经建设单位和使用单位验收合格后交付给中国航天员科研训练中心投入使用。
水升华器控制出舱服温度及压力
水升华器是“神七”航天员所穿的舱外航天服的核心部件，航天服内侧的温度、湿度及压力由该部件控制，其安全性和可靠性能的好坏直接关系到航天员的生命安全。而此次“神七”航天员所穿舱外航天服中的水升华器，就是哈工大科研人员在已形成具有自主知识产权新技术的基础上研制并生产的。
据介绍，作为舱外航天服的核心部件，研制出的水升华器需采用薄壁铝合金焊接制造，结构比较复杂，而且对焊接变形精度的要求极高，而国外对其设计和制造技术都实行了封锁。因此，我国科研人员要自主完成这一重要部件的研制工作，其间要突破的一系列技术难题可想而知。
哈工大现代焊接生产技术国家重点实验室组成了以电子束焊接技术为主的研究小组，该小组和航天医学工程研究所共同努力，在大量试验的基础上，对设计方案提出了修改意见，最终形成了具有自主知识产权的焊接新技术，研制出水升华器组件，并实现了小批量生产。据悉，目前国产航天服所用的该部件全部由哈工大现代焊接生产技术国家重点实验室生产。
KM6水平舱舱门保障航天员出舱训练安全
“神七”航天员可以身着舱外航天服进入轨道舱进行人、船、服综合空间环境试验。这其中，试验过程中舱门的顺利关闭和开启是保障试验顺利进行并保证航天员生命安全的关键。KM6水平舱是为航天员进行出舱活动空间环境训练的重要设备。而哈工大特种容器设计与制造研究所科研人员设计制造的KM6水平舱舱门，不仅保证了试验的顺利进行，而且保障了航天员在试验过程中的生命安全。
此次，哈工大的科研人员重新设计制造了KM6水平舱舱门结构和开启关闭机构。科研人员为此设计制造了特种现场加工机床，在KM6真空容器筒体上重新加工了舱门的密封面，加工完成的舱门机构整体功能和精度完全达到设计和使用要求，并交付中国空间研究院相关单位使用。
哈工大与“神舟”飞船
在中国航天大舞台上，哈工大人一直默默奉献着。哈工大为“神舟”号系列飞船的研制攻破了多项技术难题：KM6工程、返回舱焊接的变形矫形、三轴仿真实验转台、容错数管计算机、故障诊断系统等等。同时，宇航服智能测试系统、飞船交会对接技术、海上应急浮囊系统、航天员座椅支撑系统的超塑性制备等与载人航天相关的课题也由哈工大参与研制。
KM6为神舟签发“通行证”
这个世界第三大的真空容器，是一个非常艰巨、困难的工程。哈工大组成多学科的研制队伍，并选择全国一流的企业、一流的专家队伍和一流的施工队伍进行大协作，仅用3年的时间，便圆满完成了这项国家重大科研项目——“KM6工程”。KM6的成功，使“神舟”的成功发射有了坚实的保障。
焊接为返回舱“整容”
返回舱返回地面经过大气层时，会因摩擦而产生高温，所以必须在返回舱的金属压壳外加一层防热保护层。为此，金属壳体的焊接变形就必须控制在相当高的精度范围内。哈工大焊接老专家田锡唐教授提出采用“逐点挤压焊缝法”来控制变形，解决了这一技术难题，并特别向中国空间技术研究院推荐了焊接专家钟国柱教授和从事“逐点挤压矫形法”研究的郭海丁教授，他们共同设计并研制了多用途焊缝逐点挤压矫形机。在攻关过程中，钟国柱教授和郭海丁教授应用和发展了焊缝逐点挤压和风动锤击矫形法，在很短时间内就成功地把返回舱的尺寸和形状、精度控制到完全符合设计的使用要求，确保了“神舟”号飞船能够顺利地按计划执行发射任务。
三轴仿真转台为神舟铺个“轨道”
“神舟”号飞船要想在完成飞行后在预定地点返回，其控制系统必须经过充分的地面模拟。哈工大王常虹教授带领的课题组承担的“OUT型三轴仿真实验闭式转台及其所构成的仿真系统”是地面模拟系统中不可或缺的组成部分，该系统用于飞船进行地面试验时，与仿真计算机、地球模拟器和太阳模拟器一起构成卫星(飞船)的闭路仿真和测试系统。如果说飞船是列火车，那么该系统就是火车的“铁轨”，保证飞船在轨道上精确运行。
