[发明专利]一种航天器舱外在轨操作地面试验方法

说明书

本发明提供一种航天器舱外在轨操作地面试验方法，包括以下步骤：试验件安装至伺服机构；安装舱外航天服手套以及关闭真空罐大门；调整试验件到适合舱外航天服手套操作位置；调整真空罐内气压至设定的压力值；着舱外航天服手套完成舱外操作试验操作；试验后状态恢复。本发明实现了航天器舱外在轨操作地面试验验证，解决了航天器长期在轨飞行期间，舱外在轨操作试验验证的问题。

技术领域

本发明涉及一种航天器舱外在轨操作地面试验方法。

背景技术

长期在轨运营的航天器，可靠性要求高，其研制难度前所未有。

“和平号”空间站通过维修将寿命延长到15年，延寿期间航天员75％的时间在开展维修工作。国际空间站通过维修将延寿到2024年，航天员日常40％的时间在开展维修工作，截至2016年9月，共开展了384次出舱维修维护。哈勃望远镜在二十余年在轨运行中，接受了陀螺仪、电池、精确制导传感器的更换等多次维护服务。在轨维护是保证长期在轨运营飞行器正常在轨运营必不可少的关键措施。

密封舱舱外真空、冷黑、照明、温度、设备状态及舱外航天服特性对舱外产品的在轨维护可操作性影响大，故舱外产品在轨可操作性设计、验证和实施的难度很大。而且，长期在轨运营航天器舱外众多具有控制、推进、通信、能源、空间技术等关键功能的产品需要出舱维修维护。故对于我国长期在轨运营载人航天器，如何开展试验验证舱外在轨操作可行性，是一项亟待解决的难题。

目前国内外常用的舱外操作地面试验方法有以下两种：(1)吊装试验方法，参试人员着舱外服，并通过吊具将舱外服悬吊起来，并调整合适操作位置，开展操作验证试验；(2)中性浮力水槽试验方法，参试人员着水下舱外服，在中性浮力水槽中开展舱外操作验证试验。(3)气浮台试验方法，参试产品置于气浮台上，开展在轨操作验证试验。(4)虚拟现实仿真方法，通过构建虚拟场景，开展沉浸式在轨操作仿真试验。

目前现有的试验方法的缺点：

(1)吊装试验方法和中性浮力水槽试验方法均对参试人员素质提出较高要求，且试验前需要长时间准备，试验周期长。

(2)中性浮力水槽试验方法，参试产品位于水下，无法加电工作，真实模拟产品工作状态；

(3)气浮台试验方法，只能开展无人在轨操作试验验证，无法开展人参与舱外在轨操作试验验证。

(4)虚拟现实仿真方法，无法模拟产品工作状态，以及航天员着航天服操作特性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有的不足，提供一种航天器舱外在轨操作地面试验方法，通过在地面试验系统上开展在轨操作试验，解决载人航天器长期在轨飞行期间，舱外操作可行性的验证问题。

本发明所采取的技术方案是：一种航天器舱外在轨操作地面试验方法，包括步骤如下：

步骤一、将试验件固定安装在真空罐内的伺服机构上；

步骤二、将真空罐大门上的左手安装口、右手安装口上的盖板拆除；

步骤三、在左手安装口、右手安装口处分别安装左手舱外航天服手套、右手舱外航天服手套；

步骤四、检查真空罐大门密封面无异物，关闭真空罐大门并锁紧；

步骤五、通过伺服平台控制台调整伺服机构，使得试验件到达左手舱外航天服手套、右手舱外航天服手套操作范围内；

步骤六、通过泵组控制台控制泵组，调整真空罐内气压至设定的气压值，所述的设定的气压值为大气压与舱外航天服工作压力的差值；