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航天員在執行遠距離探測任務時,航天員如受到外界損傷或自身保障設備(如航天服、月球車等)出現異常時,無法及時返回基地(空間站或月球基地)進行處理和救治,將導致航天員生命安全受到威脅,甚至一個小的異常也可能導致航天員生命喪失。
為保障航天員的安全,除采用傳統的航天服之外,還可以使用一種能夠跟隨航天員移動的應急生保係統(簡稱伴隨器)。常規狀態下,伴隨器跟隨載人月球車或航天員運動,當航天員出現意外後,可搭載伴隨器,通過飛行的移動形式快速返回。
伴(ban)隨(sui)器(qi)采(cai)用(yong)火(huo)箭(jian)發(fa)動(dong)機(ji),由(you)於(yu)航(hang)天(tian)員(yuan)運(yun)動(dong)範(fan)圍(wei)不(bu)大(da),其(qi)推(tui)進(jin)衝(chong)量(liang)要(yao)求(qiu)和(he)對(dui)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)比(bi)衝(chong)要(yao)求(qiu)都(dou)不(bu)高(gao)。但(dan)受(shou)到(dao)體(ti)積(ji)的(de)限(xian)製(zhi),對(dui)密(mi)度(du)比(bi)衝(chong)的(de)要(yao)求(qiu)卻(que)較(jiao)高(gao)。
在月麵工作時,還要提供向上的升力。由於月麵重力低,克服重力做功消耗的燃料較少,使得該係統可以服務航天員的月麵活動保障。
伴隨器由底盤子係統、駕駛子係統、地麵及飛行驅動子係統、測控子係統、電源子係統、視覺探測係統組成,關鍵設備如圖1所示。

圖1 伴隨器設備組成圖
底盤子係統由兩部分組成,這兩部分用銷軸機構連接,當需要承載航天員時,前後輪反向轉動,將中間部分向上拱起,形成倒V字形,該狀態可以為航天員提供良好的乘坐便利性和耐力學衝擊的乘坐環境。
駕駛子係統的特點是包含航天員防護罩,以防止火箭發動機工作時,羽流、月塵對航天員的侵害。月球車有兩套驅動係統,在地麵行走時,采用蓄電池電力驅動,在飛行時,采用過氧化氫/煤油噴氣發動機為月球車提供飛行動力。
底盤中包含了懸架、車輪、車輪驅動機構、轉向機構、液體推進劑貯箱、推力器(發動機)等,其布局如圖2所示。

圖2 可折疊底盤布局圖
底盤的整體布局有以下特點:
1、底盤分為兩部分,中間用銷連接,兩側車輪相對旋轉,即可將底盤中間拱起,呈倒V字形,可以為航天員提供舒適的乘坐環境。
2、該車的車輪可分別相對懸架旋轉,懸架采用可升降懸架,使得該車在運輸過程中可以折疊成如圖3所示,減小運輸包絡。

圖3 運輸過程狀態圖
該生命保障係統除了能夠實現航天員的快速返回之外,還可以實現水、氧氣的應急提供,主要通過生命保證裝置實現。
該gai裝zhuang置zhi在zai需xu要yao時shi,借jie用yong推tui進jin係xi統tong高gao壓ya氣qi瓶ping壓ya力li,通tong過guo氦hai氣qi增zeng壓ya方fang式shi擠ji壓ya貯zhu箱xiang中zhong的de過guo氧yang化hua氫qing溶rong液ye,溶rong液ye進jin入ru氣qi體ti發fa生sheng器qi與yu催cui化hua劑ji充chong分fen接jie觸chu,分fen解jie產chan生sheng高gao溫wen氣qi體ti(水蒸氣、氧氣),經冷凝後分離成需要的液態水和氧氣。
曾經廣泛使用的催化劑是KMnO4、MnO等化合物,目前更多使用過渡金屬鹽或氧化物,主要是基於過渡金屬錳、鈷、鉛等的金屬鹽和氧化物,載體材料選擇陶瓷或無機物。
該裝置主要由進液管道、閥門、流量調節器、氣體發生器(含催化床)、螺旋冷凝器、氣液分離器、氧箱、水箱等組成,如圖4所示。

1-氣體發生器A; 2-截止閥; 3-氣體發生器B; 4-壓力截止閥;
5-流量調節器; 6-水箱; 7-氣液分離器; 8-水閥; 9-螺旋冷凝器;
10-氧氣閥; 11-氧箱
圖4 生命保障裝置組成
過(guo)氧(yang)化(hua)氫(qing)溶(rong)液(ye)通(tong)過(guo)進(jin)液(ye)管(guan)道(dao)流(liu)入(ru)裝(zhuang)置(zhi),截(jie)止(zhi)閥(fa)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)是(shi)否(fou)工(gong)作(zuo),流(liu)量(liang)調(tiao)節(jie)器(qi)根(gen)據(ju)係(xi)統(tong)的(de)壓(ya)力(li)及(ji)液(ye)位(wei)控(kong)製(zhi)溶(rong)液(ye)的(de)流(liu)量(liang),直(zhi)至(zhi)關(guan)閉(bi)係(xi)統(tong)。溶(rong)液(ye)流(liu)入(ru)到(dao)氣(qi)體(ti)發(fa)生(sheng)器(qi)(A/B互為備份)中,遇到催化劑分解為高溫氣體,包括水蒸氣和氧氣。高溫氣體通過螺旋冷凝氣後,水蒸氣凝結,經氣液分離器後,氧箱、水箱提供氧氣和水到航天服接口,供航天員應急使用。(南山)

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