“神舟八號”飛船γ源高度控制裝置安裝工具和方法的改進

* 孫占海，羅 克

1 γ源高度控制裝置功能

“神舟”系列飛船返回艙在進入大氣層時，通過靜壓高度控制器判定離地面高度，并自動打開傘艙蓋，帶出引導(dǎo)傘，引導(dǎo)傘再拉出減速傘；同時，航天員的緩沖座椅升起。在距地1.2 m時，由安裝在返回艙底部的 γ源高度控制裝置，通過向地面發(fā)射和接收經(jīng)由地面散射的 γ射線確定返回艙離地面高度，發(fā)出控制指令，啟動返回艙的4個反推發(fā)動機點火工作，產(chǎn)生反向推力，使返回艙速度降到2 m/s以下。反推發(fā)動機的及時點火保證了返回艙安全著陸。我國連續(xù)幾次成功完成了載人航天任務(wù)，從回收現(xiàn)場可以看出 4 臺著陸反推發(fā)動機的緩沖效果明顯。

在著陸緩沖子系統(tǒng)中，最為核心的部件是 γ源高度控制裝置。由于γ源為天然放射性物質(zhì)，因此在試驗、安裝等各個環(huán)節(jié)，都會給現(xiàn)場作業(yè)人員帶來不同程度的輻射危害。因此，正確地安裝操作、防止作業(yè)人員受到高于限定劑量的輻射是至關(guān)重要的。

2 γ源高度控制裝置安裝作業(yè)過程

在飛船研制階段不進行測試試驗時，由于 γ源具有放射性，需要單獨存放在防輻射的貧鈾貯罐中。而測試試驗時，則需要安裝啟用 γ源。在每艘正樣飛船的研制中，先后要安裝 3 次 γ源，分別是試驗階段的吊高測試試驗、電測過程測試及發(fā)射前的正式安裝。

盡管返回艙與軌道艙的空間狹小有限，但仍須留出足夠的空間供肢體伸展。為了保證安裝工作可靠完成，在安裝時需安排兩位作業(yè)人員分別在軌道艙和返回艙配合工作，接傳 γ源手提容器。該容器的主體采用玻璃鋼，夾層中內(nèi)嵌貧鈾的結(jié)構(gòu)，是目前最好的屏蔽 γ源的裝置。由于此容器較重，彎身在軌道艙中搬動起來難度較大，一般由經(jīng)驗豐富且身體強壯的人員完成。軌道艙人員拿到容器后，順著軌道艙與返回艙的艙門垂直遞送至返回艙中；返回艙內(nèi)人員接住并將其安放到返回艙大底上，打開容器蓋；將前端帶有螺紋頭的專用工具插入罐體中，對準 γ源上表層的螺紋孔，順時針旋進，并將 γ源取出；將 γ源裝入高度控制裝置卡口中并卡住 γ源；最后反向旋轉(zhuǎn)專用工具，退出螺紋，取出工具，整個安裝工作完成。

3 安裝工具和方法的改進

從“神舟一號”到“神舟七號”的 γ源安裝工作中，發(fā)現(xiàn)了原來操作程序和工具設(shè)計等方面的不足。作業(yè)人員不斷總結(jié)經(jīng)驗，結(jié)合中國人的身體特點，對安裝工具和方法進行了以下幾點改進，并在“神舟八號”飛船安裝作業(yè)中取得了很好的應(yīng)用效果。

1）增加取源工具桿長度

原取源工具桿長度為300 mm，操作長度不夠，而且輻射風(fēng)險較大。針對存在的問題，操作人員經(jīng)過空間比量，將桿的長度增加至600 mm。這增加的300 mm其作用非常大：

a.由于 γ源高度控制裝置安裝在航天員座椅的下面，作業(yè)人員與安裝面之間的落差是400 mm，以往的操作要求作業(yè)人員將桿和手臂探入裝置中，安裝時需身體彎曲，非常不方便。增加了桿的長度后，作業(yè)人員可靈活方便地將 γ源安裝到位。

b.按照輻射度計算，每與源增加一倍的距離，人體接收到的輻射劑量將減少75%。增加300 mm，可將作業(yè)人員的自身安全防護能力提高3倍。

2）調(diào)整安裝間隙

γ源與安放卡口之間的間隙為0.2 mm，如此小的間隙，增加了對準難度。只要工具桿稍微傾斜或?qū)Σ粶?，就會出現(xiàn)不能一次插入到位的情況，這使作業(yè)人員因擔心受輻射時間延長而在心理上承受著很大的壓力。從減少操作時間和輻射的角度綜合考慮和評估，設(shè)計人員決定將0.2 mm間隙增加至0.5 mm。改進后，在“神舟八號”飛船上的 γ源安裝操作中極大地縮短了就位時間。

3）對工具桿手握部位作壓花處理

原安裝工具桿表面光亮平滑，手感不好易滑落。因此，作業(yè)人員對工具桿的手握部分增加了防脫落壓花紋路。這一細微改動使作業(yè)人員握桿的手感非常好，對精準完成工作很有幫助。

4）提拉繩索上增加節(jié)點

前面已介紹，在安裝過程中需要兩位作業(yè)人員配合，兩人的作業(yè)距離約2 m，而這個容器的重量幾乎是一桶水的重量，遞送過程的難度較大。為了防止滑脫，作業(yè)人員在繩索上增加了節(jié)點，這樣艙內(nèi)人員可以靠著手握繩索的節(jié)點，一節(jié)一節(jié)緩慢地操作，提高了操作的安全性。

總之，在“神舟一號”至“神舟七號”幾艘飛船的作業(yè)實踐中不斷總結(jié)經(jīng)驗，對 γ源安裝工具不斷進行改進，優(yōu)化了作業(yè)程序，提高了作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。在確?！吧裰郯颂枴憋w船 γ源高度控制裝置順利安裝中，這些改進取得了良好的效果。