“神舟八号”飞船γ源高度控制装置安装工具和方法的改进

* 孙占海，罗 克

1 γ源高度控制装置功能

“神舟”系列飞船返回舱在进入大气层时，通过静压高度控制器判定离地面高度，并自动打开伞舱盖，带出引导伞，引导伞再拉出减速伞；同时，航天员的缓冲座椅升起。在距地1.2 m时，由安装在返回舱底部的 γ源高度控制装置，通过向地面发射和接收经由地面散射的 γ射线确定返回舱离地面高度，发出控制指令，启动返回舱的4个反推发动机点火工作，产生反向推力，使返回舱速度降到2 m/s以下。反推发动机的及时点火保证了返回舱安全着陆。我国连续几次成功完成了载人航天任务，从回收现场可以看出 4 台着陆反推发动机的缓冲效果明显。

在着陆缓冲子系统中，最为核心的部件是 γ源高度控制装置。由于γ源为天然放射性物质，因此在试验、安装等各个环节，都会给现场作业人员带来不同程度的辐射危害。因此，正确地安装操作、防止作业人员受到高于限定剂量的辐射是至关重要的。

2 γ源高度控制装置安装作业过程

在飞船研制阶段不进行测试试验时，由于 γ源具有放射性，需要单独存放在防辐射的贫铀贮罐中。而测试试验时，则需要安装启用 γ源。在每艘正样飞船的研制中，先后要安装 3 次 γ源，分别是试验阶段的吊高测试试验、电测过程测试及发射前的正式安装。

尽管返回舱与轨道舱的空间狭小有限，但仍须留出足够的空间供肢体伸展。为了保证安装工作可靠完成，在安装时需安排两位作业人员分别在轨道舱和返回舱配合工作，接传 γ源手提容器。该容器的主体采用玻璃钢，夹层中内嵌贫铀的结构，是目前最好的屏蔽 γ源的装置。由于此容器较重，弯身在轨道舱中搬动起来难度较大，一般由经验丰富且身体强壮的人员完成。轨道舱人员拿到容器后，顺着轨道舱与返回舱的舱门垂直递送至返回舱中；返回舱内人员接住并将其安放到返回舱大底上，打开容器盖；将前端带有螺纹头的专用工具插入罐体中，对准 γ源上表层的螺纹孔，顺时针旋进，并将 γ源取出；将 γ源装入高度控制装置卡口中并卡住 γ源；最后反向旋转专用工具，退出螺纹，取出工具，整个安装工作完成。

3 安装工具和方法的改进

从“神舟一号”到“神舟七号”的 γ源安装工作中，发现了原来操作程序和工具设计等方面的不足。作业人员不断总结经验，结合中国人的身体特点，对安装工具和方法进行了以下几点改进，并在“神舟八号”飞船安装作业中取得了很好的应用效果。

1）增加取源工具杆长度

原取源工具杆长度为300 mm，操作长度不够，而且辐射风险较大。针对存在的问题，操作人员经过空间比量，将杆的长度增加至600 mm。这增加的300 mm其作用非常大：

a.由于 γ源高度控制装置安装在航天员座椅的下面，作业人员与安装面之间的落差是400 mm，以往的操作要求作业人员将杆和手臂探入装置中，安装时需身体弯曲，非常不方便。增加了杆的长度后，作业人员可灵活方便地将 γ源安装到位。

b.按照辐射度计算，每与源增加一倍的距离，人体接收到的辐射剂量将减少75%。增加300 mm，可将作业人员的自身安全防护能力提高3倍。

2）调整安装间隙

γ源与安放卡口之间的间隙为0.2 mm，如此小的间隙，增加了对准难度。只要工具杆稍微倾斜或对不准，就会出现不能一次插入到位的情况，这使作业人员因担心受辐射时间延长而在心理上承受着很大的压力。从减少操作时间和辐射的角度综合考虑和评估，设计人员决定将0.2 mm间隙增加至0.5 mm。改进后，在“神舟八号”飞船上的 γ源安装操作中极大地缩短了就位时间。

3）对工具杆手握部位作压花处理

原安装工具杆表面光亮平滑，手感不好易滑落。因此，作业人员对工具杆的手握部分增加了防脱落压花纹路。这一细微改动使作业人员握杆的手感非常好，对精准完成工作很有帮助。

4）提拉绳索上增加节点

前面已介绍，在安装过程中需要两位作业人员配合，两人的作业距离约2 m，而这个容器的重量几乎是一桶水的重量，递送过程的难度较大。为了防止滑脱，作业人员在绳索上增加了节点，这样舱内人员可以靠着手握绳索的节点，一节一节缓慢地操作，提高了操作的安全性。

总之，在“神舟一号”至“神舟七号”几艘飞船的作业实践中不断总结经验，对 γ源安装工具不断进行改进，优化了作业程序，提高了作业的稳定性和可靠性。在确保“神舟八号”飞船 γ源高度控制装置顺利安装中，这些改进取得了良好的效果。