航天員在天宮二號(hào)上過得怎樣？

尹懷勤

天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室和神舟十一號(hào)載人飛船的成功發(fā)射和交會(huì)對(duì)接，叩開了中國(guó)空間站時(shí)代的大門。兩名男航天員在太空要工作和生活一個(gè)月的時(shí)間。在天宮二號(hào)上，他們過得怎樣？在微重力的環(huán)境下，他們的生活方式與地面相比有哪些相同和不同之處呢？

宜居的環(huán)境

天宮二號(hào)是中國(guó)第一個(gè)真正意義上的太空實(shí)驗(yàn)室，采用實(shí)驗(yàn)艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長(zhǎng)10.4米，最大直徑3.35米，太陽(yáng)翼展寬約18.4米，重8.6噸，設(shè)計(jì)在軌壽命兩年。與天宮一號(hào)相比，天宮二號(hào)艙內(nèi)改動(dòng)非常多，不僅增添了很多為空間站驗(yàn)證任務(wù)研發(fā)的新設(shè)備，還為航天員提供了更宜居的環(huán)境。

航天員在天宮二號(hào)生活和工作的空間大約有15立方米。和天宮一號(hào)的簡(jiǎn)單裝修相比，天宮二號(hào)更像是精裝修。艙內(nèi)有適宜的溫度和濕度，密封艙的空氣溫度控制在22℃～24℃、相對(duì)濕度45%～55%這一人體最舒服的溫濕度。科研人員有意識(shí)地把地板和天花板用顏色進(jìn)行了區(qū)別，墻壁采用了米白色。先前為了防止碰撞，天宮一號(hào)的地板和墻壁非常柔軟，但航天員從太空回來后，提出還是硬質(zhì)墻壁和地板好，所以天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)艙采用了硬材質(zhì)，使其更加實(shí)用化。

實(shí)驗(yàn)艙是一個(gè)外部真空、內(nèi)部維持一個(gè)大氣壓的結(jié)構(gòu)。為了保障安全性，漏氣量要非常小。天宮二號(hào)是金屬結(jié)構(gòu)，但由于功能需要還有觀察舷窗、開關(guān)艙門等，這些都是容易漏氣的環(huán)節(jié)。科研人員根據(jù)各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了多種密封圈。一般密封圈都存在老化問題，何況太空中溫度變化更加劇烈。他們從密封圈的配方、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)等多方面下手，又通過大量實(shí)驗(yàn)測(cè)試，終于取得了成功。由于艙內(nèi)是有空氣的，航天員互相之間可以直接說話，及時(shí)進(jìn)行溝通。

在內(nèi)部設(shè)施方面，天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)艙配備了多功能工作臺(tái)，不用時(shí)可以折疊，打開后則可以在上面進(jìn)行電腦操作、閱讀、進(jìn)餐等。還為航天員配備了筆記本電腦、平板電腦，航天員既可進(jìn)行工作，又可進(jìn)行娛樂、閱讀。同時(shí)，航天員在太空可以收看電視節(jié)目，與家人進(jìn)行短信交流。通風(fēng)口也被改造過了，降低了噪音。在睡眠區(qū)，燈光可以進(jìn)行調(diào)節(jié)，廣播也可以關(guān)閉，航天員可以攜帶一些個(gè)人的物品，如家人的照片等。床頭有一個(gè)藍(lán)牙音響，可以接收地面?zhèn)鬏數(shù)木o急呼叫，而航天員的頭戴式耳機(jī)也改成了無線的。

高標(biāo)準(zhǔn)的飲食

航天員在太空中的飲食為最高標(biāo)準(zhǔn)的航天食品。航天食品從本質(zhì)上講與地面普通食品一樣，都是為人體提供能量和營(yíng)養(yǎng)的，但空間環(huán)境的不同和航天員生活工作的特點(diǎn)，對(duì)航天食品提出了許多特殊要求。首先就是要確保航天食品安全，不能使航天員發(fā)生任何食源性疾病和食物中毒；其次是航天食品及包裝必須能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素，如沖擊、振動(dòng)、加速度等的考驗(yàn)；第三是由于目前所有航天食品都是從地球攜帶到太空的，為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時(shí)的有效載荷，航天食品應(yīng)盡可能重量輕、體積小、營(yíng)養(yǎng)足。

從營(yíng)養(yǎng)方面來看，航天食品必須符合失重條件下航天員生理改變的要求。航天飛行會(huì)導(dǎo)致航天員骨鈣丟失，肌肉萎縮，紅細(xì)胞數(shù)量減少，食品要針對(duì)航天員生理改變指數(shù)對(duì)膳食的營(yíng)養(yǎng)素作適當(dāng)調(diào)整。例如，肌肉萎縮要求食品提供充足的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，骨鈣丟失要求食品提供充足的鈣，以及適宜的鈣磷比例和維生素D；飛行初期食品的脂肪含量不宜太高，以免加重空間運(yùn)動(dòng)病；為防止心血管系統(tǒng)功能失調(diào)，要限制食品中的鈉而保證鉀的供給。

此外，為了方便航天員在太空失重條件下進(jìn)食，防止食物在實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)四處飄浮，一般把航天食品加工成一口大小，并且食品包裝內(nèi)一般不能有流動(dòng)的湯汁，也就是所謂的一口吃食品。為了減輕艙內(nèi)的廢物收集系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，航天食品都不含骨、皮、核等殘?jiān)？紤]到在太空長(zhǎng)期飛行中，航天員處于失重狀態(tài)和狹小空間中，食欲容易下降，航天食品還必須種類豐富、花樣繁多，以刺激航天員的食欲。同時(shí)，最大程度地考慮到了每名航天員的個(gè)人口味，特制了一些太空食品。

航天員從食品柜里拿出食品后，要把裝食品的復(fù)合塑料膜袋剪開一個(gè)小口，把叉子或筷子伸進(jìn)口袋里叉著往嘴里送。如果航天員要喝水，吃湯、羹、汁、果醬時(shí)，直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里，一點(diǎn)一點(diǎn)往嘴里擠就可以了。這與地面上的吃喝方式大不一樣。

保證休息與鍛煉

天宮二號(hào)繞地球飛行一圈大概90分鐘， 航天員不能遵循地球上日出而作、日落而息的生活習(xí)慣，只好機(jī)械地按鐘點(diǎn)安排工作和睡覺。在太空失重環(huán)境中，航天員無論站著、躺著，還是趴著都可以入睡，所以睡覺時(shí)可以飄在太空艙里睡，掛在墻上睡，綁在床上睡，也可以吊在梁上睡，靠在桌邊睡。不過，大多數(shù)航天員不習(xí)慣飄蕩著睡。為了安全，航天員一般睡在固定的床上或固定在墻壁上的睡袋里，睡袋拉緊后能給人體施加一定的壓力，使人消除那種飄飄欲墜的恐慌感。

有人睡覺時(shí)會(huì)把手或腳伸到被子外面，這在地面上看來是很正常的事，可是在太空環(huán)境里，卻是很危險(xiǎn)的。由于太空失重，睡眠中人的四肢會(huì)不受軀干支配而四處飄動(dòng)。如果航天員睡著后，失控的手腳萬一無意中碰到了什么開關(guān)、儀器，會(huì)造成很大的問題。所以，在太空中睡覺，航天員要把手、腳放進(jìn)睡袋里，不能露在外面，以避免造成意外危險(xiǎn)。

在太空中，航天員的大、小便習(xí)慣也與地面不同。如要小便，他們會(huì)使用一個(gè)連著管子的漏斗，管子另一頭連著一個(gè)能產(chǎn)生吸力的風(fēng)扇，將尿液收存起來。如要大便，他們則會(huì)將身體對(duì)接到一個(gè)排水管的洞上，并將腳伸進(jìn)固定裝置綁好。排泄物會(huì)進(jìn)入一個(gè)獨(dú)立的袋子，之后袋子會(huì)被密封吸入到收集桶中。也就是說，航天員必須使用一種吸入系統(tǒng)解決大小便問題，尿液有可能在載人航天器的生命供給系統(tǒng)中循環(huán)利用，吸存的糞便被存儲(chǔ)在航天器上，之后待飛船返回時(shí)將其運(yùn)回地球。科研人員對(duì)天宮二號(hào)上的糞便收集容器進(jìn)行了改進(jìn)，使其氣壓低于艙內(nèi)，防止氣味擴(kuò)散，改善了空氣環(huán)境。

航天員還要借助健身車、跑步機(jī)等器械在太空中進(jìn)行體能鍛煉。當(dāng)然，跑步機(jī)是特制的，航天員需要用兩根橡皮帶從機(jī)器上綁住肩膀才能進(jìn)行跑步。為保證航天員在微重力環(huán)境下身體機(jī)能不衰退，艙內(nèi)還有定期對(duì)航天員心血管和身體醫(yī)學(xué)指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的儀器。

給力的補(bǔ)給

兩名航天員駐留期間所需要的很多設(shè)備、資源都是由天宮二號(hào)先帶上太空的，如氧氣、水等能長(zhǎng)期貯存的物資，天宮二號(hào)能攜帶的物資畢竟有限，未來若要更好地進(jìn)行空間實(shí)驗(yàn)和維持航天員在太空長(zhǎng)期駐留，便要依靠給力的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船。

按照計(jì)劃安排，2017年4月中旬將用長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭發(fā)射天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船，與天宮二號(hào)對(duì)接，開展推進(jìn)劑補(bǔ)加等相關(guān)試驗(yàn)。推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)是天宮二號(hào)的重要試驗(yàn)之一，這也是空間站長(zhǎng)期飛行必須掌握的重要技術(shù)。如果試驗(yàn)成功，我國(guó)將成為繼俄羅斯之后，第二個(gè)掌握在軌推進(jìn)劑補(bǔ)加核心技術(shù)的國(guó)家，對(duì)建設(shè)中國(guó)空間站并保持其正常運(yùn)行具有重要意義。

天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船由前面的貨物艙和后面的推進(jìn)艙構(gòu)成，這是其最主要的兩大部分，發(fā)射質(zhì)量為13噸左右，上行貨物運(yùn)輸重量大于6.5噸，下行運(yùn)力為6噸左右。下行運(yùn)力就是要把實(shí)驗(yàn)艙尤其是未來的空間站在長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)過程中產(chǎn)生的廢棄物運(yùn)回來，最終在大氣層中銷毀。

人類未來要星際旅行，首要任務(wù)就是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問題。高等植物培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環(huán)境的影響，在太空環(huán)境中正常生長(zhǎng)。在天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)，高等植物培養(yǎng)是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)。此次天宮二號(hào)所搭載的高等植物培養(yǎng)裝置，就將在微重力的環(huán)境下搭建起一個(gè)溫度舒適、光照可控的迷你溫室。所種植的是糧食作物的典型代表水稻和綠葉植物的典型代表擬南芥。航天員要按照預(yù)定程序和實(shí)際需要進(jìn)行種植操作。由于這兩種作物都有一定的生長(zhǎng)周期，故而不難想象，在以后的適當(dāng)時(shí)候，還可能會(huì)發(fā)射神舟十二號(hào)飛船運(yùn)載至少兩名航天員升空進(jìn)入天宮二號(hào)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，繼續(xù)進(jìn)行這一生命再生技術(shù)的實(shí)驗(yàn)，直至獲得最終結(jié)果，并運(yùn)回地面，以供科學(xué)家們對(duì)比分析和研究。

天宮一號(hào)在太空中遨游了4年多，相信天宮二號(hào)飛行的時(shí)間會(huì)更長(zhǎng)，尤其是在推進(jìn)劑補(bǔ)加之后。進(jìn)入太空、探索宇宙是人類永恒的向往和追求，中國(guó)正在為此不懈地努力。

【責(zé)任編輯】龐 云