33天,这是迄今为止中国航天员历时最长的一次太空之旅。
昨日凌晨4时许,航天员出征。7时30分,神舟十一号发射。
航天员提前2小时10分钟进舱,可不是坐等发射,而是先进行一系列检查,例如对飞船内部飞行状态进行确认;进行器皿检查;进行飞船返回舱、轨道舱分舱舱门密封性检查,确保是否密封;进行天地话音通信等检查,同时还要对自身的生理状况进行监测,并向总指挥报告状况。
航天员进舱时,手里都提着一个小箱子,里面藏有一个风机,帮助密封性非常好的舱内航天服进行通风循环,因为航天员进舱后,服装通风系统改由舱内支持。
航天员的太空生活
与家人天地“团圆”
航天员科研训练中心航天医学工程总体室主任吴大蔚透露,航天员都经过严格的选拔和长期训练,因此他们整体的心理状态都是非常完美的。尽管如此,面对长期飞行任务,地面工作人员仍要为他们提供必要的心理支持。
例如,针对这次任务在太空驻留时间长的特点。航天员系统在航天员的心理支持方面专门增加了一项类似于虚拟现实的心理舒缓设备。航天员戴上这个设备,就跟在地面看3D电影一样,可身临其境般看到家人的生活画面。
此次任务中,地面支持人员还会给航天员上传新闻联播等电视节目,让他们放松身心,帮助他们更好地执行任务。
航天食谱百余种
太空中的一日三餐,也能有滋有味。
“鉴于这次飞行任务的延长,我们对于航天员整个的进食、营养都做了深层的设计,在饮食方面会让他们尽可能吃到口感好且能满足失重状态下营养需求的食品。”吴大蔚称,这次任务中,专门针对两位航天员个人的口味,配备了100多种航天食品。为了保质保量,上天之前,这些食品也经过了大量的实验。
生活保障方面的工作包含大小便的收集处理、废弃物处理和个人的清洁卫生、睡眠、休闲娱乐、隐私保护等衣食住行各个方面。
吴大蔚举例说,地面上废弃物的收集和处理很简单,装起来扔垃圾桶就行了,但在天上是不一样的,这些废弃物会腐败、产生气味,在一个密闭的空间里会给人的生活和工作带来较大困扰,而且微生物会直接危害到仪器设备和人的健康。因此,看似很小的小事,在航天飞行中往往需要很强大的科研技术支撑。
6天工作制
每天,航天员作息跟地面基本一致。例如航天员中午要进行短时间午休,每晚要跟地面人员做充分的沟通,交流工作完成情况、工作计划,接收地面发上去的邮件等。航天员还有业余时间,可以做一些自己想做的事,比如拍摄“太空日记”等等,晚上10时30分左右,航天员就可以休息了。
太空“上班”为六天工作制。此次飞行采取的是“6+1”制度,即航天员在天上每周要工作6天,休息1天。在休息日,航天员需要对飞行器进行日常检查,还可以体检、锻炼。
每天工作“按图索骥”
航天员每天的工作都已在飞行手册中详细规定,“按图索骥”即可。
吴大蔚介绍,航天员的工作项目非常多,在确定工作项目的同时,还要考虑到他们的工作步骤,既要完成任务,也要保证健康,工作负荷既不能让他们每天太紧张、累得完不成工作;也不能每天太空闲,因为飞行资源非常宝贵,要充分利用在轨飞行的所有时间。
每位航天员都要凭航天员飞行手册在轨执行任务。手册中包括了航天员在天上每日的工作计划,所有的操作项目、操作说明,具体到每一个步骤怎么做,每一个舱段、每一个设备和每一个实验等。甚至细致到航天员有可能操作的每一件物品,具体放在哪,怎么放,如何设置和管理都要明确。“航天员要用到的东西,绝对不能出现突然找不见的情况。”
遇难题可求助地面
33天的漫长飞行,航天员并不孤单,因为地面上有很多人与他们一起“飞”。
发射结束后,航天员系统工作人员要迅速返回北京飞控中心,开展地面支持工作,确保航天员每一天都能听到地面支持的声音。航天员在轨遇到的每一个问题,无论大小,都可以随时求助地面支持人员予以解决。
航天员系统还有一项重要工作是关于医学的评价和工效学的评价。其中医学评价指整个飞行器舱内所有人生存的环境,在天上能否保证人的健康,要每天每分钟进行动态的监测。工效学评价就是指人与环境的交互,要保证航天员想拿什么东西随时能拿得到,操作的过程必须合理而不繁琐。
特殊乘客蚕宝宝
神舟十一号上还有个特殊的乘客——名叫秋丰白玉的蚕宝宝。
蚕宝宝是躺在特制的太空屋里飞入太空的,它将与航天员一起完成一项太空实验——“太空养蚕”,这是香港中学生的创意。
在地面时,蚕宝宝会顺着一个八字形由外至内吐丝成茧,吐丝的角度、长度都经过极为精密的计算,这是其千百万年来形成的本能。但在太空失重,不分上下左右时,还能如此吐丝吗?
为保证香港中学生的实验设想能够完成,首先要保证蚕宝宝的安全。为此,中国航天科技集团五院529厂专门研制了蚕宝宝的“太空屋”。
“太空屋”形似胶囊,有手掌般大小。“胶囊”两端的半球体用航天用合金打造,中间部分采用一种特殊的透明有机玻璃,方便蚕宝宝跟航天员随时“交流”。
工作人员专门请教高校生物学专家,以保证蚕宝宝太空之旅的“吃穿住行”。
吃——529厂的工程师将“太空屋”两侧的铝合金端盖打造成“食堂”,里面填满味道可以媲美桑叶的饲料。“食堂”被设计成螺丝结构,航天员可以方便地拧下“旧瓶盖”,换上装满饲料的“新瓶盖”。
穿——火箭发射阶段,巨大的加速度会给航天员身上施加巨大的压力,因此航天员需要穿上特制的航天服保护自己。那软绵绵的蚕宝宝呢?设计人员为它准备了多套保护方案,并进行了多次地面试验。火箭发射时,将会把蚕包裹在一种特殊的填充物里,再装入“太空屋”,这样就相当于给它穿上了宇航服,再大的冲击和震动都会被这些填充物吸收,而且填充物中间还给蚕预留了一条通道,饿的时候它还能爬到两侧的“食堂”。
住和行——“太空屋”不仅是蚕宝宝的住宅,还是它的运动场。“太空屋”上方预留足够的透气孔,以保证空气清新、温度适宜;“太空屋”下方预留清洁孔,航天员可方便地清理蚕沙,保证蚕宝宝居住环境干净整洁。为了避免蚕在微重力环境下飘浮起来,“太空屋”内壁还进行了粗磨砂处理,并粘上一种特殊的无纺织布吸收液体保持清洁,蚕宝宝在里面想怎么爬就怎么爬。
载人航天的保障
4000学时的严格训练
乘组人选进行了3年多的严格训练,包括共同训练阶段、强化训练阶段与任务准备阶段,每人近4000个学时,以培养出合格的航天员执行交会对接和组合体中期访问任务,完成相关的空间实验支持任务。
“航天员的训练覆盖整个飞行任务的全部剖面和全部任务中所有可能的各种工作、生活,让他在各个方面都具备执行任务的能力。”吴大蔚说。
155件保障物资产品
空间实验室任务航天员系统为载人飞船、空间实验室两发飞行器分别提供医监设备、失重防护设备、工作用品、航天食品及饮水、个人服装、环境检测设备、医保卫生用品、医学样品冷藏设备、废物收集用品等共计83种155件产品。
同时,负责对空间实验室、载人飞船的工程设计提出医学评价,并对大气环境、有害气体环境、噪声环境、力学环境、辐射环境等各方面实施全面的评价;负责从空间布局、适居性、显示与控制、照明、辅助装置、可维修性、人机界面安全性等各方面实施全面的评价。
在轨实验为长飞积累经验
航天员系统将充分利用地基和天基实验平台,结合空间站技术验证需求和航天医学工程发展战略初步规划,开展航天医学和人因工程实验,航天员生活、健康和工作保障技术,航天员工作能力和工作、生活程序的研究和验证,获取航天飞行对人的影响研究和技术验证等多个方面的数据资料,为后续空间站长期载人飞行积累经验。
此次飞行,航天员系统共设计了16项在轨试验项目,涵盖了人的健康、行为与能力、人因工程及人的保障技术四个方向,主要包括人的心血管系统,视觉、味觉、嗅觉,物质与营养代谢水平,生物节律,运动能力与特性,脑机交互,情绪调控等,具有很强的系统性,部分项目涉及当前国际前沿领域。
发射完成后,航天员系统的工作仍未结束,他们将开始对航天员整个工作计划的分类和飞行任务中的各项操作提供相应的支持。
太空实验
据中科院相关负责人介绍,空间应用系统有效载荷自9月15日随天宫二号空间实验室发射升空后,陆续进行了加电自检、在轨初始状态设置和初步功能测试,截至目前已获取了一批相关典型区域图像和科学实验数据。
伽玛暴偏振探测仪
伽玛暴偏振探测仪完成了Na源在轨标定,1600个通道触发计数正常,中欧双方Compton散射谱及拟合结果统计量结果一致,获得了宇宙本底事例调制曲线。
多角度宽波段成像仪
宽波段成像仪在国内首次实现航天多角度偏振成像,获取了大量海洋、陆地及大气高质量光谱图像以及独特的云相态、气溶胶、水汽等信息。
空间冷原子钟
目前,已成功进行冷原子的冷却、抛射、选态、微波相互作用和探测,在国际上首次获得了微重力环境下冷原子钟信号(即Ramsey曲线),经分析,频率稳定度符合预期。
迷你太空温室
拟南芥和水稻种子在注液四天后陆续萌发,目前生长状态良好。而且,拟南芥马上要抽薹开花了。小水稻也顺利长出了两三片叶子。
量子密钥分配
空地量子密钥分配试验成功实现天地双向跟瞄,稳定性良好,跟踪精度满足要求,将为下一步密钥分发及业务数据激光通讯奠定基础。
三维成像微波高度计
获取了约195GB的观测数据。同时获取了黄河流域部分河段、塔克拉玛干沙漠和田河流域沙漠的三维形态以及青藏高原5万多平方公里范围内约30个高原湖泊的干涉成像、湄公河流域的干涉成像等。
本报记者 刘欢 金可 通讯员 薛飞 赵丹妮