“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著陸場預定區(qū)域，聶海勝、劉伯明、湯洪波3 名航天員順利返回地球，載人飛行任務取得圓滿成功。此次任務中，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太空駐留時間的紀錄，取得眾多科研和技術進展，也代表中國空間技術取得新的重大突破。讓我們一起盤點這次飛行任務的各種亮點，回顧中國航天的高光時刻。

投入緊張工作

根據神舟十二號載人飛行任務總體安排，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、機械臂測試、再生生保系統(tǒng)驗證，保證核心艙的良好運轉，這也是此次飛行任務主要工作。此外，航天員同時還要進行對各種系統(tǒng)的操作訓練以及對各類物資與廢棄物的管理等。

空間站正處于建設階段，單單核心艙就有1243 臺設備需要組裝調試。核心艙發(fā)射時，為了降低承受的發(fā)射段力學負荷，很多設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)，之后拆封了貨運飛船內的6 噸多物資，進行人工安裝和啟動調試。

▲ 空間站工作

▲ 出艙工作

二是開展空間科學實驗和技術試驗。主要包括空間應用任務實驗設備的組裝測試，按程序開展空間應用、航天醫(yī)學領域等實驗，以及科普教育活動。空間站建造期計劃實施49 項航天醫(yī)學實驗項目，神舟十二號飛行任務要完成14 項。航天員需要熟練操作人系統(tǒng)研究機柜、高微重力實驗柜、無容器材料實驗柜等設備，與地面人員相互配合完成實驗任務。

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

四是進行航天員健康管理，按計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、骨質脫鈣、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最多，工作量最大。入駐前幾天，3 位航天員每天都是5 點多起床工作，一直忙到晚上10 點。

空間飛行時間久、任務重，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 點多起床洗漱并準備早餐，7 點半開始用餐，8 點地面飛行控制工作人員進入工作崗位，航天員與地面溝通任務計劃，開始一天的緊張工作。中午12 點后是午餐時間以及午間休息，晚上八九點是第二次匯報，主要向地面報告工作完成情況，以及對第二天工作計劃的調整建議。

周六是站務管理時間，航天員會用吸塵器、消毒濕巾等對空間站進行大掃除，將收拾好的垃圾干濕分類，運往天舟二號貨運飛船，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，主要任務是測試機械臂、艙外航天服和安裝艙外設備。在艙內航天員聶海勝配合下，劉伯明和湯洪波在機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抬升操作，在機械臂支持下，相互配合開展空間站艙外有關設備組裝等作業(yè)。

此前，受發(fā)射時外暴露的限制，攝像機安裝在一個比較低的位置，視場角受限，入軌之后，航天員架高攝像機擴展視角，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)點進行輔助工作，在任務結束之前進行了緊急回艙的爬行測試，用時十余分鐘。

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

8月20日第二次出艙活動開展了3 項任務，分別是安裝艙外的熱控擴展泵組、抬升艙外全景相機以及組裝艙外的工具箱。

熱控擴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)的重要設備，對航天員生活以及空間站設備正常運轉非常重要。聶海勝首先攜帶擴展泵組，乘坐機械臂從節(jié)點艙移動到資源艙，隨后劉伯明爬行到操作工位，兩人協(xié)作完成擴展泵組安裝。

▲ 湯洪波在空間站拍攝的幾內亞灣照片

經過上一次出艙活動，航天員工作效率進一步提高，同時在天地溝通和各工作內容的時間分配上進行了優(yōu)化調整，使得整個過程縮減了1 個小時，迅速完成預定目標。

由于第二次出艙的航天員有變化，出艙準備工作需要調節(jié)艙外航天服的尺寸，更換手套型號，補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，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雜性，來自航天員系統(tǒng)、空間站系統(tǒng)和測控系統(tǒng)相關責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，全程指揮任務實施，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

經過多年發(fā)展，我國大型空間設施建造技術實現(xiàn)巨大跨越，新一代空間站在設計研制過程中充分利用了信息技術、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，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驗室，支持科學家從事前沿科學探索、空間技術研究和空間資源的開發(fā)和利用，最終為全人類造福。經過科學慎重遴選，空間站上搭載安裝了生物學、材料科學、基礎物理、微重力、流體、燃燒等十余大類的科學研究實驗設施，建成一流太空實驗平臺，為科學家們取得世界級的重大突破提供條件保障。

除了提供優(yōu)越的實驗環(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，艙內容積110 立方米，提供了比較充裕的環(huán)境。

本著“人性化”的設計理念，空間站設置了生活區(qū)和工作區(qū)。生活區(qū)內有獨立的睡眠區(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、折疊桌等家具家電一應俱全，可以進行食品加熱、冷藏，方便航天員就餐。

在無線通信和物聯(lián)網技術的支持下，空間站實現(xiàn)全站WiFi 覆蓋，通過中繼衛(wèi)星和核心艙上的中繼天線，組建天地高速網絡。平時，航天員們佩戴骨傳導耳機，連接手機藍牙，再通過WiFi連接艙內設備，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，各種有線和無線網絡攝像機、有線和藍牙耳機、手機、平板電腦、筆記本電腦等設備都可接入網絡，方便航天員隨時隨地進行控制。每名航天員有一個手持終端，可以遠程控制“廚房”的微波爐和艙內情景照明，睡眠模式、工作模式、運動模式……不同的艙內燈光，能夠調節(jié)航天員的情緒，避免長時間處于單調環(huán)境所帶來的不適。

此外，洗澡有“包裹式淋浴間”，貨運飛船的物資包裹可以通過掃描二維碼了解內容和分類?？臻g站在設計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量。

▲ 開學第一課

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?？臻g站配備了可以調節(jié)心情的休閑娛樂設施，可以看電影、聽音樂、看書、看視頻。設計師們?yōu)楹教靻T預留了私密語音通道，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對準彼此，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“站在機械臂上”，背景是蔚藍色的地球家園。

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景。

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

▲ “用筷子喝茶”

在北京香港聯(lián)合舉辦的中國空間站系統(tǒng)建設座談會上，航天員與近300名香港科技工作者、教師和學生天地對話，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，詳細展示了空間站的功能分區(qū)和日常運作流程，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?？臻g飛行3 個月，先后經歷了百年黨慶、七夕、奧運會等重大節(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、最真摯的祝福，祝偉大的中國共產黨生日快樂！短短幾秒的視頻瞬間上了熱搜前排。

七夕傳說蘊含著中華民族對廣袤星空的美好暢想。七夕當天，3 位航天員發(fā)來問候：“牛郎織女在天河團聚，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東京奧運會的中國體育健兒表達祝福。鞏立姣、蘇炳添等運動員也以視頻的形式與航天員進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之一，復雜度高、精準度高、安全性要求高，被稱為“萬里穿針”。此前，只有俄羅斯的聯(lián)盟號載人飛船實現(xiàn)過高速推進對接的程序，美國載人龍飛船與國際空間站的對接是采用機械臂協(xié)助的方式，相比自動對接模式，技術難度更小，但也需要2 天時間。

航天員進入太空后會誘發(fā)“空間環(huán)境適應綜合癥”，這種病癥在進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?？焖俳粫涌梢栽诎Y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著陸場預定區(qū)域?！吧裰凼枴庇绍壍琅?、返回艙、推進艙構成，在返回飛行階段，軌道艙首先與返回艙、推進艙分離，返回艙、推進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，進入自由滑行階段。之后，推進艙和返回艙分離，返回艙以精確計算的再入角度進入地球大氣，推進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)動機的姿態(tài)調整，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行控制，依靠飛行器對狀態(tài)進行全自動處理。

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，返回艙打開引導傘、減速傘和主傘，通過多次減速、飛船在著陸瞬間的反向點火，以及航天員座椅提升緩沖，多重手段保障平穩(wěn)落地?！?/p>

相關鏈接

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、湯洪波先后進入天和核心艙，標志著中國人首次進入自己的空間站。

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：“祝偉大的中國共產黨生日快樂！”

7月4日

14 時57 分，經過約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，航天員劉伯明、湯洪波安全返回天和核心艙，標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

幾內亞灣，夾雜著潮濕水汽的西南季風并未停下奔赴北非大陸的腳步。在進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，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

在開學之際，《開學第一課》走進中國空間站，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”，為同學們生動詮釋“理想”二字的深刻內涵，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施分離。截至當天，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太空駐留時間的紀錄。