“天上人間”90天：工作生活都挺好

文/ 楊詩瑞

9月17日，神舟十二號載人飛船返回艙安全降落在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域，聶海勝、劉伯明、湯洪波3 名航天員順利返回地球，載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。此次任務(wù)中，航天員在空間站組合體工作生活了90 天，刷新了中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時間的紀(jì)錄，取得眾多科研和技術(shù)進(jìn)展，也代表中國空間技術(shù)取得新的重大突破。讓我們一起盤點(diǎn)這次飛行任務(wù)的各種亮點(diǎn)，回顧中國航天的高光時刻。

投入緊張工作

根據(jù)神舟十二號載人飛行任務(wù)總體安排，3 名航天員在空間站主要開展4 個方面工作。

一是開展核心艙組合體的日常管理。航天員需要完成對天和核心艙的在軌測試、機(jī)械臂測試、再生生保系統(tǒng)驗(yàn)證，保證核心艙的良好運(yùn)轉(zhuǎn)，這也是此次飛行任務(wù)主要工作。此外，航天員同時還要進(jìn)行對各種系統(tǒng)的操作訓(xùn)練以及對各類物資與廢棄物的管理等。

空間站正處于建設(shè)階段，單單核心艙就有1243 臺設(shè)備需要組裝調(diào)試。核心艙發(fā)射時，為了降低承受的發(fā)射段力學(xué)負(fù)荷，很多設(shè)備都被打包捆綁在空間站壁板上，需要航天員拆包裹安裝。航天員進(jìn)入空間站后，首先安裝了廁所和再生生保系統(tǒng)，之后拆封了貨運(yùn)飛船內(nèi)的6 噸多物資，進(jìn)行人工安裝和啟動調(diào)試。

▲ 空間站工作

▲ 出艙工作

二是開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。主要包括空間應(yīng)用任務(wù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝測試，按程序開展空間應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等實(shí)驗(yàn)，以及科普教育活動。空間站建造期計(jì)劃實(shí)施49 項(xiàng)航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，神舟十二號飛行任務(wù)要完成14 項(xiàng)。航天員需要熟練操作人系統(tǒng)研究機(jī)柜、高微重力實(shí)驗(yàn)柜、無容器材料實(shí)驗(yàn)柜等設(shè)備，與地面人員相互配合完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)。

三是進(jìn)行兩次出艙活動及艙外作業(yè)。包括進(jìn)行艙外服在軌轉(zhuǎn)移、組裝、測試，開展艙外工具箱的組裝、全景攝像機(jī)抬升和擴(kuò)展泵組的安裝等工作。

四是進(jìn)行航天員健康管理，按計(jì)劃開展日常的生活照料、身體鍛煉，定期監(jiān)測、維持與評估自身健康狀態(tài)。每位航天員每天需鍛煉約兩個小時，以防止心血管功能失調(diào)、骨質(zhì)脫鈣、肌肉萎縮等“太空病”。

▲ 太空互拍

首批入駐空間站的航天員組裝任務(wù)最多，工作量最大。入駐前幾天，3 位航天員每天都是5 點(diǎn)多起床工作，一直忙到晚上10 點(diǎn)。

空間飛行時間久、任務(wù)重，為了讓航天員得到充分休息，我國空間站執(zhí)行天地同步作息制度，地面與空間站航天員工作時間一致，每天8 小時，每周休一天。

航天員每天早上6 點(diǎn)多起床洗漱并準(zhǔn)備早餐，7 點(diǎn)半開始用餐，8 點(diǎn)地面飛行控制工作人員進(jìn)入工作崗位，航天員與地面溝通任務(wù)計(jì)劃，開始一天的緊張工作。中午12 點(diǎn)后是午餐時間以及午間休息，晚上八九點(diǎn)是第二次匯報(bào)，主要向地面報(bào)告工作完成情況，以及對第二天工作計(jì)劃的調(diào)整建議。

周六是站務(wù)管理時間，航天員會用吸塵器、消毒濕巾等對空間站進(jìn)行大掃除，將收拾好的垃圾干濕分類，運(yùn)往天舟二號貨運(yùn)飛船，并將下周所需物資取出，分類放到指定區(qū)域。

航天員出艙活動

空間站任務(wù)中，最令人矚目的莫過于航天員兩次出艙活動，這也是“神舟七號”之后，我國航天員的再次出艙，而且時間更久。

第一次出艙持續(xù)約7 小時，主要任務(wù)是測試機(jī)械臂、艙外航天服和安裝艙外設(shè)備。在艙內(nèi)航天員聶海勝配合下，劉伯明和湯洪波在機(jī)械臂上安裝了腳限位器和艙外工作臺。隨后兩名航天員協(xié)同完成了空間站艙外全景相機(jī)抬升操作，在機(jī)械臂支持下，相互配合開展空間站艙外有關(guān)設(shè)備組裝等作業(yè)。

此前，受發(fā)射時外暴露的限制，攝像機(jī)安裝在一個比較低的位置，視場角受限，入軌之后，航天員架高攝像機(jī)擴(kuò)展視角，可以更全面地監(jiān)視空間站艙外情況。湯洪波借助艙壁上安裝的扶手，爬行到作業(yè)點(diǎn)進(jìn)行輔助工作，在任務(wù)結(jié)束之前進(jìn)行了緊急回艙的爬行測試，用時十余分鐘。

這次出艙全面檢驗(yàn)了我國新一代艙外航天服的功能性能，首次檢驗(yàn)了航天員與機(jī)械臂協(xié)同工作的能力及出艙活動相關(guān)支持設(shè)備的可靠性與安全性，為空間站后續(xù)出艙活動的順利實(shí)施奠定了重要基礎(chǔ)。

8月20日第二次出艙活動開展了3 項(xiàng)任務(wù)，分別是安裝艙外的熱控?cái)U(kuò)展泵組、抬升艙外全景相機(jī)以及組裝艙外的工具箱。

熱控?cái)U(kuò)展泵組中含有兩臺熱控流體回路循環(huán)泵，是天和核心艙熱控系統(tǒng)的重要設(shè)備，對航天員生活以及空間站設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)非常重要。聶海勝首先攜帶擴(kuò)展泵組，乘坐機(jī)械臂從節(jié)點(diǎn)艙移動到資源艙，隨后劉伯明爬行到操作工位，兩人協(xié)作完成擴(kuò)展泵組安裝。

▲ 湯洪波在空間站拍攝的幾內(nèi)亞灣照片

經(jīng)過上一次出艙活動，航天員工作效率進(jìn)一步提高，同時在天地溝通和各工作內(nèi)容的時間分配上進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，使得整個過程縮減了1 個小時，迅速完成預(yù)定目標(biāo)。

由于第二次出艙的航天員有變化，出艙準(zhǔn)備工作需要調(diào)節(jié)艙外航天服的尺寸，更換手套型號，補(bǔ)充艙外航天服攜帶的消耗品。此前，航天員完成了艙外航天服的狀態(tài)確認(rèn)，并確保自身狀態(tài)良好，有充足體能完成出艙活動。

考慮到兩次出艙活動的復(fù)雜性，來自航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)和測控系統(tǒng)相關(guān)責(zé)任總師和崗位支持人員的20余人，組成出艙活動聯(lián)合專班，全程指揮任務(wù)實(shí)施，全力保障出艙活動的順利開展。

打造舒適的工作生活環(huán)境

經(jīng)過多年發(fā)展，我國大型空間設(shè)施建造技術(shù)實(shí)現(xiàn)巨大跨越，新一代空間站在設(shè)計(jì)研制過程中充分利用了信息技術(shù)、新能源、自動化和人工智能等最新研究成果，信息化程度更高、能力更強(qiáng)，充分體現(xiàn)后發(fā)優(yōu)勢。

我國空間站的神圣使命是成為太空中的國家實(shí)驗(yàn)室，支持科學(xué)家從事前沿科學(xué)探索、空間技術(shù)研究和空間資源的開發(fā)和利用，最終為全人類造福。經(jīng)過科學(xué)慎重遴選，空間站上搭載安裝了生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、微重力、流體、燃燒等十余大類的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)施，建成一流太空實(shí)驗(yàn)平臺，為科學(xué)家們?nèi)〉檬澜缂壍闹卮笸黄铺峁l件保障。

除了提供優(yōu)越的實(shí)驗(yàn)環(huán)境，空間站還為航天員們提供了舒適的工作生活環(huán)境。天和核心艙是航天員駐站生活、科研工作以及對接飛船和載荷的主要艙段，艙內(nèi)容積110 立方米，提供了比較充裕的環(huán)境。

本著“人性化”的設(shè)計(jì)理念，空間站設(shè)置了生活區(qū)和工作區(qū)。生活區(qū)內(nèi)有獨(dú)立的睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、鍛煉區(qū)，配有太空廚房及就餐區(qū)。就餐區(qū)里冰箱、微波爐、飲水機(jī)、折疊桌等家具家電一應(yīng)俱全，可以進(jìn)行食品加熱、冷藏，方便航天員就餐。

在無線通信和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的支持下，空間站實(shí)現(xiàn)全站W(wǎng)iFi 覆蓋，通過中繼衛(wèi)星和核心艙上的中繼天線，組建天地高速網(wǎng)絡(luò)。平時，航天員們佩戴骨傳導(dǎo)耳機(jī)，連接手機(jī)藍(lán)牙，再通過WiFi連接艙內(nèi)設(shè)備，就可以在空間站各個位置相互通話，以及與地面聯(lián)系。

空間站引入智能家居概念，各種有線和無線網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)、有線和藍(lán)牙耳機(jī)、手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦等設(shè)備都可接入網(wǎng)絡(luò)，方便航天員隨時隨地進(jìn)行控制。每名航天員有一個手持終端，可以遠(yuǎn)程控制“廚房”的微波爐和艙內(nèi)情景照明，睡眠模式、工作模式、運(yùn)動模式……不同的艙內(nèi)燈光，能夠調(diào)節(jié)航天員的情緒，避免長時間處于單調(diào)環(huán)境所帶來的不適。

此外，洗澡有“包裹式淋浴間”，貨運(yùn)飛船的物資包裹可以通過掃描二維碼了解內(nèi)容和分類。空間站在設(shè)計(jì)上最大程度考慮到舒適性和便利性，極大提高了航天員的太空生活質(zhì)量。

▲ 開學(xué)第一課

豐富的業(yè)余活動

緊張的工作之余，航天員的業(yè)余生活也是豐富多彩。空間站配備了可以調(diào)節(jié)心情的休閑娛樂設(shè)施，可以看電影、聽音樂、看書、看視頻。設(shè)計(jì)師們?yōu)楹教靻T預(yù)留了私密語音通道，航天員可以放心和家人打電話，分享自己在太空生活的心情。

太空經(jīng)歷難得，攝影是最好的留念方式。8月20日上午，聶海勝和劉伯明進(jìn)行第二次出艙活動，地面指揮向兩名航天員喊話來個互拍。于是兩人將身上的攝像機(jī)對準(zhǔn)彼此，捕捉到難得一見的場景。此時的劉伯明幾乎“掛”在空間站，聶海勝看上去像“站在機(jī)械臂上”，背景是蔚藍(lán)色的地球家園。

近期，中國載人航天工程辦公室發(fā)布“壯美地球”的攝影專輯，都是航天員在軌拍攝的照片。這些照片以空間站的視角欣賞地球家園，讓人們可以直觀感受到航天員眼里的地球和宇宙，身臨其境感于星空的無限浩瀚和地球的壯麗風(fēng)景。

空間站直播也是非常重要的活動。開學(xué)第一課里，航天員們直播介紹空間站生活。劉伯明帶同學(xué)們漫游空間站，展示太空廚房、熱風(fēng)裝置、微波加熱裝置和一日三餐；聶海勝領(lǐng)銜“太空體育課”，3 位航天員帶領(lǐng)孩子們天地共打“巡天太極”；湯洪波準(zhǔn)備了“用筷子喝茶”和“種太空紅薯”兩個科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

▲ “用筷子喝茶”

在北京香港聯(lián)合舉辦的中國空間站系統(tǒng)建設(shè)座談會上，航天員與近300名香港科技工作者、教師和學(xué)生天地對話，直播展示空間站生活。航天員回答了香港青少年提出的種種問題，詳細(xì)展示了空間站的功能分區(qū)和日常運(yùn)作流程，介紹在太空鍛煉身體的方法。

雖然身在太空，但航天員絕對不會錯過任何一個重要時間的祝福。空間飛行3 個月，先后經(jīng)歷了百年黨慶、七夕、奧運(yùn)會等重大節(jié)日或活動。

“七一”前夕，聶海勝、劉伯明、湯洪波在空間站傳來視頻，代表中國航天人向祖國發(fā)來最遙遠(yuǎn)、最真摯的祝福，祝偉大的中國共產(chǎn)黨生日快樂！短短幾秒的視頻瞬間上了熱搜前排。

七夕傳說蘊(yùn)含著中華民族對廣袤星空的美好暢想。七夕當(dāng)天，3 位航天員發(fā)來問候：“牛郎織女在天河團(tuán)聚，我們在天和艙向大家送上祝福，在中國人自己的太空家園中祝大家幸福美滿！”

▲“七一”送祝福

在空間站里收看奧運(yùn)直播為繁忙的工作帶來很多樂趣，航天員特地通過視頻對參加?xùn)|京奧運(yùn)會的中國體育健兒表達(dá)祝福。鞏立姣、蘇炳添等運(yùn)動員也以視頻的形式與航天員進(jìn)行跨越天地的隔空互動。

飛船快速交會對接與返回

這次飛行任務(wù)中，神舟十二號飛船的入軌和返回也有新的變化。

6月17日，神舟十二號飛船發(fā)射升空，經(jīng)過六次變軌，在發(fā)射后6.5 個小時，順利完成與天和核心艙的自主快速交會對接。這是我國載人飛船在太空實(shí)施的首次快速交會對接，此前的交會對接需要2 天時間。

交會對接是載人航天活動的三大基本技術(shù)之一，復(fù)雜度高、精準(zhǔn)度高、安全性要求高，被稱為“萬里穿針”。此前，只有俄羅斯的聯(lián)盟號載人飛船實(shí)現(xiàn)過高速推進(jìn)對接的程序，美國載人龍飛船與國際空間站的對接是采用機(jī)械臂協(xié)助的方式，相比自動對接模式，技術(shù)難度更小，但也需要2 天時間。

航天員進(jìn)入太空后會誘發(fā)“空間環(huán)境適應(yīng)綜合癥”，這種病癥在進(jìn)入太空后隨著小時數(shù)的增加開始顯現(xiàn)，在約2 天后消失。快速交會對接可以在癥狀加劇前的時間窗口將航天員送入空間站，減少不必要的體力和精力消耗，使太空飛行更加舒適，而且對快速實(shí)施故障搶修和緊急救援工作具有重大意義。

9月17日，神舟十二號載人飛船返回艙安全降落在東風(fēng)著陸場預(yù)定區(qū)域。“神舟十二號”由軌道艙、返回艙、推進(jìn)艙構(gòu)成，在返回飛行階段，軌道艙首先與返回艙、推進(jìn)艙分離，返回艙、推進(jìn)艙兩艙組合體通過制動減速降低飛行速度，逐漸被地球引力牽引脫離原有飛行軌道，進(jìn)入自由滑行階段。之后，推進(jìn)艙和返回艙分離，返回艙以精確計(jì)算的再入角度進(jìn)入地球大氣，推進(jìn)艙在穿越大氣層時燒毀。

返回艙的外形像一個上窄下寬的“大鐘”，通過發(fā)動機(jī)的姿態(tài)調(diào)整，以大底朝前的姿態(tài)通過升力式返回的方式返回地球。在進(jìn)入大氣層時，返回艙以數(shù)千米每秒的速度與大氣層發(fā)生劇烈摩擦，燃起2000 多度高溫的火焰。在降落過程中，氣體和返回艙表面被燒蝕的防熱材料發(fā)生電離，形成包裹住返回艙的等離子區(qū)，使返回艙與外界的無線電通信極大衰減，造成地面與飛船之間的無線電通信中斷，這段時間被稱為“黑障區(qū)”。在這個過程中，地面無法通過任何遙控方式對飛船進(jìn)行控制，依靠飛行器對狀態(tài)進(jìn)行全自動處理。

在距離地面40千米左右的高度時，神舟十二號已經(jīng)基本脫離“黑障區(qū)”，在減速至距離地面10 千米左右時，返回艙打開引導(dǎo)傘、減速傘和主傘，通過多次減速、飛船在著陸瞬間的反向點(diǎn)火，以及航天員座椅提升緩沖，多重手段保障平穩(wěn)落地。★

相關(guān)鏈接

神舟十二號航天員乘組在軌活動回顧

6月17日

9 時22 分，神舟十二號載人飛船成功發(fā)射升空，6.5小時后，“神舟”邂逅“天和”。18 時48 分，航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進(jìn)入天和核心艙，標(biāo)志著中國人首次進(jìn)入自己的空間站。

6月23日

上午，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習(xí)近平來到北京航天飛行控制中心，同正在天和核心艙執(zhí)行任務(wù)的神舟十二號航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波親切通話。

6月29日

“七一”前夕，神舟十二號航天員乘組從太空發(fā)來對黨的祝福：“祝偉大的中國共產(chǎn)黨生日快樂！”

7月4日

14 時57 分，經(jīng)過約7 小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組圓滿完成出艙活動期間全部既定任務(wù)，航天員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙，標(biāo)志著我國空間站建造階段航天員首次出艙活動取得圓滿成功。

7月21日

幾內(nèi)亞灣，夾雜著潮濕水汽的西南季風(fēng)并未停下奔赴北非大陸的腳步。在進(jìn)行了自行車沖刺間歇鍛煉等活動后，神舟十二號航天員湯洪波回到自己的臥室，拍下了珍貴的照片。

8月20日

14 時33 分，經(jīng)過約6 小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成第二次出艙活動全部既定任務(wù)，航天員聶海勝、劉伯明安全返回天和核心艙，空間站階段第二次航天員出艙活動取得圓滿成功。

9月1日

在開學(xué)之際，《開學(xué)第一課》走進(jìn)中國空間站，與身處天和核心艙的神舟十二號乘組3 名航天員“天地連線”，為回歸校園生活的同學(xué)們安排了一場別開生面的太空課堂。

航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波身處距地面300 多千米的“祖國上空”，為同學(xué)們生動詮釋“理想”二字的深刻內(nèi)涵，勉勵大家勇于追夢。

9月16日

8 時56 分，神舟十二號載人飛船與空間站天和核心艙成功實(shí)施分離。截至當(dāng)天，神舟十二號航天員乘組已在空間站組合體工作生活了90 天，刷新了中國航天員單次飛行任務(wù)太空駐留時間的紀(jì)錄。