为太空生活提供支持保障(科技视点)
神舟十五号航天员乘组在地面进行水下训练。
孔方舟摄
航天服团队在给航天员试穿舱外服。
廖前芳摄
4月15日,神舟十五号航天员乘组进行第四次出舱活动,两名出舱航天员费俊龙、张陆和航天员邓清明一起配合,圆满完成全部既定工作。迄今为止神舟十五号航天员乘组的4次出舱活动,刷新了中国航天员单个乘组出舱活动纪录。
不久后,他们将在轨迎接天舟六号货运飞船。神舟十六号航天员乘组也将奔赴中国空间站,浩瀚苍穹将再次见证“太空会师”。
不到两年的时间,中国空间站3个舱段成功发射入轨;航天员太空驻留时间从3个月变成6个月;航天员乘组接力“太空出差”……在建设中国人“太空之家”的生动实践中,中国航天员中心广大科技人员和全体航天员天地一体、密切配合,不断书写中国人的飞天传奇。
努力把地球环境“搬上天”,为航天员撑起生命“保护伞”
对人类生存来说,氧气和水是最重要的。
提供充足的氧气和水,是保障航天员在轨工作生活的前提。以往主要通过上行飞船运载物资的方式补给,不仅限制了航天员在轨天数,也挤占了总体载荷的宝贵空间。
在太空环境里实现氧气和水等物质“自产自销”,要经历理论到技术再到工程的完整论证,其难度不亚于“把一个小型工厂搬到天上”。中国航天员中心环控生保团队日夜奋战,攻克15项关键技术和11个技术难点。2020年3月底,再生式环控生保系统正式开机并稳定运行,成功实现了由“补给式”向“再生式”的重大跨越。
神舟十二号乘组是最先体验空间站再生式环控生保技术的航天员。“系统的可靠性和产品的一贯表现,让我们可以安心地工作和睡觉。感受不到它们的存在,就是它们最好的状态。”神舟十二号航天员汤洪波这样评价再生式环控生保系统。
天上运行一天,地面就保障一天。环控生保团队目不转睛关注着航天员在太空工作生活的每一刻,即使航天员休息时,地面团队也要随时关注舱内氧气、水等情况。
为了努力把地球环境“搬上天”,团队还在地面再造了一个模拟系统——空间站组合体1∶1大小的地面伴飞舱,环控生保团队同步航天员在轨活动,对舱内的氧气、二氧化碳等参数进行实时监测。
这套比照天上的环控生保系统,运转状态要比天上提前一两天。
“未雨绸缪,才能万无一失。比如,每当航天员乘组轮换,空间站在轨人数将由3人变成6人,我们就需要提前一至两天把地面代谢模拟系统调成6个人的状态。团队会密切监测这个环境里的各项指标。什么时间会达到最高点,什么时间平衡浓度会有可能超限、需要启动非再生功能,都需要提前演练,做好应对。”中国航天员中心环控生保室主任卞强解释。
截至目前,再生式环控生保系统已在轨稳定运行700多天。中国空间站实现了氧气资源100%再生,空间站环控生保六大再生系统稳定运行,水资源闭合度提升到95%以上,每年减少上行补给6吨。
航天员所有训练,科研人员都要试训一遍
神舟十四号航天员刘洋在太空时,有次偷偷抹眼泪,这一幕被地面上的航天员“总教头”、航天员系统总设计师黄伟芬细心地捕捉到了。
原来,在执行首次出舱任务前,由于气闸舱内空间变大,给身着舱外服的航天员传递物品带来了不小的挑战。出舱前第一次在轨训练时,刘洋发现身体姿态根本不听使唤。想保持水平时,身体往上飘;想横着的时候,身体竖着;想前进时,身体又往后退,这和地面上训练的情况不太一样。刘洋手忙脚乱,体力耗去不少,随之消耗的还有原本满满的自信心。内疚、自责,各种复杂的情绪涌上心头。