“天宮”里的“家電”，各式各樣挺齊全

文/ 賈曉璇

6月17日，神舟十二號飛船成功發射，3位航天員進駐天和核心艙，開啟我國載人航天新的征程。

中國首個空間站“天宮”由天和核心艙和問天實驗艙、夢天實驗艙組成“T”字體，兩段實驗艙分別長期停靠在核心艙的左右兩端，貨運飛船以及載人飛船分別對接于核心艙前后兩端，其構型可謂是“太空之家，王牌戶型，獨棟稀缺，三室兩廳”。

既然航天員要入住“太空之家”，當然少不了各種現代化的電器設備，為航天員提供衣食住行和科學實驗方面的保障。下面讓我們來看看“天宮”里都有哪些電器設備吧！

“太空空調”——能調溫能制氧

地面上的我們一到夏天就想窩在空調房里不出門，天上的“三室兩廳”里，航天員們也同樣能享受到空調帶來的舒適。只不過“太空空調”并不能用空壓機壓縮制冷劑以蒸發的方式來降溫，而是用空間運行段和過渡段熱控制來降溫，對隔熱、密封要求更高。

地面上的空調只要綠色低碳涼快就夠用了，而“天宮”上的空調還肩負著更多的使命。它包括很多個系統，氣體流量調節裝置、航天服溫控調節裝置等作為環境控制及生命保護分系統產品，都是空調的一部分，在航天員的飛行試驗中發揮著特殊作用。

氣體流量調節裝置可以通過電動艙外控制器遠距離對飛船內的氣體流量進行調節，保證艙中具有適當的生活、工作環境，包括微風、大風、強風等多個檔位。航天服溫控調節裝置能夠調節航天服內的溫度，確保航天服能夠適應太空驟冷、驟熱的環境。氧氣供應系統和備用系統則能夠通過電解水或者直接使用加壓氧氣罐為航天員們提供賴以生存的氧氣，還能吸收航天員們呼出的二氧化碳。

“太空冰箱”——輔助完成科學實驗

冰箱對于地面上的我們而言幾乎是“必需品”，它不僅能夠保鮮食品，炎炎夏日還能來點冰激凌給我們解暑。

如此重要的電器，“三室兩廳”的太空豪宅同樣也少不了。只不過，空間站里的“太空冰箱”可不僅僅是為了存儲食物而生，制造特定的低溫環境，保存科研樣本，或者輔助完成科學實驗是它更重要的使命。

2018年就曾有一臺號稱“超級冰箱”的“冷原子實驗室”被送上了國際空間站。它的大小和普通冰箱差不多，能利用空間站上的激光和磁體對原子云進行超低溫冷卻，創造出接近“絕對零度”的環境，以便科學家研究原子不可捉摸的量子行為。要是用它來凍冰棍，那可真是大材小用了。

今年4月29日發射的天和號核心艙上搭載“太空冰箱”，嚴格來講應該叫航天應用的冷儲箱，主要用于保存航天員的生理樣本進行航天醫學研究。

在距離地球400公里以外的茫茫太空里，常用的冰箱壓縮機制冷方式在微重力環境下均無法工作，所以“太空冰箱”在制冷、電控以及結構三大方面都和我們日常使用的冰箱有較大區別，同時還要具備蓄能功能，斷電條件下仍能夠工作數個小時。利用物聯網技術，地面控制中心能夠監控冷儲箱的溫度、電壓，也可以遠程開關冷儲箱。

“太空健身器”——對抗肌肉萎縮

在太空中，航天員失去了引力與重力，肌肉和骨骼就會缺少壓力，進而會出現肌肉萎縮。航天員在太空停留時間越長，肌肉萎縮會越嚴重，帶來的后果就是航天員的肌肉力量、耐力、緊張度和協調性下降。由此可見，生命在于運動，無論在天上還是地上都一樣。

為了減輕或避免因失重帶來的不利影響，航天員必須考慮如何在天上運動起來，減緩失重帶來的肌肉萎縮癥狀。科研人員在天和核心艙里，貼心地為航天員們配置了一系列的健身器材。特殊自行車可以用于鍛煉下肢肌肉；拉力器可以用于鍛煉肩部和背部肌肉；下體負壓筒能夠對下半身施加負壓，促使血液向下半身流動，改變失重環境中血液朝頭部轉移的情況。這些也是目前國際空間站通用的失重防護鍛煉器材。

“太空廚房”——吃熱飯熱菜不再是奢望

2015年，意大利籍航天員薩曼莎在國際空間站里秀了一把“太空咖啡機”，瞬間就上了全球熱搜。我國的空間站里，則有一套可以做中餐的“太空廚房”設備，這套設備可以為航天員長期太空生活提供飲食、飲水解決方案。

“天宮”的廚房里既不需要鍋碗瓢盆，更不必航天員親自“下廚”。廚房里的主要炊具是一臺像微波爐一樣的食品加熱裝置，包括一個黑色控制器和一個白色加熱器。航天員將分裝好的米飯和菜放入這個長、寬、高均不足30厘米，重量僅僅4.4公斤的“微波爐”中，輕輕按下電源開關，再耐心地等上30分鐘，一份香噴噴的“大餐”便冒著熱氣新鮮出爐。

可不要以為用半小時加熱食物是很長的時間。在國際空間站上居住了四個半月的美國女航天員桑德拉·瑪格努斯曾在飛行日志中寫到，她用俄羅斯產的加熱器煮東西，足足花了4個小時才把食物煮熟。

至于飲水，通過空間站水資源的循環利用系統，航天員呼出的水蒸氣可以通過冷凝水的方式進行回收，尿液也可以進行回收凈化，這樣一來飲用水和生活用水就都有了。這套完整獨特的再生生保系統，在空間站歷史上可是首創哦！

“太空手機”——天上也能連WIFI

手機已經滲入我們生活中的方方面面，不過你知道在太空中也能用手機嗎？我們的天和核心艙里不僅有手機，還能隨時接通地面電話，甚至能像在地面上一樣連WIFI上網。

而且我們的空間站智能化程度很高，艙內的情景照明還能通過手機APP控制，極大地提高了航天員們的工作便利性和舒適度。此外，核心艙還配了天地視頻通話設備，航天員們可以實現與地面的雙向視頻通話；通過支持航天員收發電子郵件的測控通信網和相關設備，航天員們還能跟地面收發電子郵件呢。

別小看視頻通話功能，在太空要想實現它，需要通過中繼衛星進行一次數據的“搬運”。“天宮一號”上的太空授課，就是通過天鏈一號衛星，與地面站、測量船共同搭建了天地實時視頻直播的通道。

2019年11月，我國第二代中繼衛星系統“天鏈二號”宣布“上線”。相比第一代，第二代的數據傳輸速率和多目標服務能力都有較大提升，“太空之家”的網絡提速就靠它了。

“太空實驗室”——突破重大科學難題

在太空極端物理條件下，物質的運動規律、物理化學過程、生命過程等都可能發生變化，這意味著一些重大科學難題可能獲得突破，所以我們的“三室兩廳”里也部署了眾多重大科學設施。

天和、問天、夢天3個艙段內共安排13個科學實驗柜，每個實驗柜都是一個高功能密度的太空實驗室，可支持一個或多個方向的空間科學與應用研究。

比如隨天和核心艙發射入軌的無容器材料實驗柜，可通過靜電懸浮技術實現無容器材料科學實驗，溫度可達3000攝氏度，可進行金屬、非金屬的“無容器”加工研究，揭示地面重力環境難以獲知的材料結晶、玻璃化、凝固等機理，獲得先進材料的空間制備技術和生產工藝關鍵條件，指導地面材料加工工藝的改進與發展。

此外，天宮空間站艙外還安排了若干個暴露實驗平臺，且未來巡天空間望遠鏡發射后也將與空間站共軌飛行。這些重大設施可支持在軌實施空間生命科學與生物技術、空間材料科學、微重力基礎物理、空間天文與天體物理等9個學科領域30余個研究主題的科學研究。