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航天员系统副总设计师:给“天宫”送“快递” 微生物控制是难题

2024-04-26 新闻资讯

  “我是一名快递小哥,最近我承接了一项艰巨又光荣的运输任务。这次任务不光运送的货物重达6吨,而且路途也非常遥远。在海南文昌,我将以宇宙速度穿透厚厚的大气层把货物送到‘客户’——天宫二号空间实验室的手中。”据中国载人航天工程办公室消息,中国首艘货运飞船天舟一号瞄准4月20日19时41分在海南文昌航天发射场发射。

  “向天宫二号空间实验室‘送货’很复杂,涉及未来航天员的健康保障、生活保障和工作保障。”

  19日,载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬向记者介绍,本次任务上行货物供给按3人、30天的量来配置相应货物,主要涉及健康、生活两个大方面的保障物资。因为是无人飞行,主要是采用质量模拟件来完成此次任务。

  “3人、30天的不同货物,选择什么规格、形状、大小的货包?货物怎么样做清洁、消毒和处理?怎么样做包装?怎么样做运输、管理和交付?都要做验证。”黄伟芬和记者说,通过这次货运飞船的任务,主要验证“货物”从打包、运输、装载、管理、微生物的控制以及交付到上行全过程方案的有效性。

  为什么按3人、30天的量提供物资?黄伟芬表示,一方面,3人是空间站任务中,乘组的最大人数构成。另一方面,由于航天员长期在轨飞行时,飞行时间长,要定期补给,在每一次航天器发射时,会带一定的物资上去,航天员驾乘载人飞船去空间站执行任务时,也会携带配备一定的物资,整个物资的总量,需进行动态管理。根据整体物资的消耗情况,会有动态的评估和管理,如此,我们便知道,每次通过货运飞船,需要带多少物资上去。每次运送的物资品种和数量,可能不完全一样,这是动态评估的结果。

  “对空间站任务来说,载人飞行历时较长,在微生物控制方面,对运输货船要求高。作为新设计,材料必须抗菌防霉。”

  在黄伟芬看来,给“天宫”送“快递”,微生物控制是难点。从载人航天工程实施以来,医学评价就一直是航天员系统很重要的工作。面向长期飞行时,微生物问题较为凸显,因而通过此次货运飞船任务,在以往舱内气体环境、声环境、辐射环境等医学要求和评价的基础上,增加了微生物评价的工作。

  “在对微生物控制提出要求的同时,我们通过这次任务进行了微生物采样,根据检测结果,对微生物控制情况做一个评价,为未来货船各系统物资的微生物控制方案的制定,提供相关依据。”

  黄伟芬向记者详细的介绍了货船微生物采样的相关流程。在货船封舱前,对空气微生物和表面微生物进行采样,而后对相关结果做多元化的分析,为未来货船的微生物控制方案提供相关依据和参考。在待发段,需开舱安装空间应用系统的样品,因而在此阶段还要对舱内的气体和表面微生物进行采样。

  “微生物的控制方案是不是合理?方法是否有效?整个装载流程是不是合理?这些不仅是航天员系统关注的问题,也是货运飞船亟需解决的问题。” 黄伟芬说。

  黄伟芬还透露,在本次发射任务中,航天员系统主要有四方面任务:除了提供上行的物资,包括给环控的软硬水箱提供饮水,还要在货船系统的支持下,获取舱外航天服的相应力学和温度数据,对货船进行医学评价和对货船进行工效学方面的评价。

  “舱外航天服是未来空间站任务里,航天员长期在轨飞行时,舱外活动的重要保障装备,重要程度不言而喻。原因主要在于,未来空间站长期飞行时,航天员会有大量的舱外的活动,出舱完成设备的组装和设备的维修等任务。” 黄伟芬和记者说,此次任务在舱外服方面提供了一个结构服,在结构服的内部和货船的支架上,安装了传感器,以获得一些力学数据、温度数据等,为未来舱外服的环境试验条件确定和结构设计提供相关依据和参考。

  据黄伟芬介绍,航天器的环境控制与生命保障(简称“环控生保”)也是航天员中心的重要工作之一。

  本次天舟一号货运飞船的发射任务,“环控生保”功能最重要的包含四个方面:一是对货船舱压来控制;二是对舱内总压、氧分压、二氧化碳分压,温度、湿度五大环境参数进行监测;三是对通道泄复压方案和能力的有效性做验证;四是烟火检测。

  黄伟芬向记者举例,水箱是未来航天员长期在轨飞行提供饮用水的最大多数来自,也是航天员生活的必需品。其中,加银的饮用水由航天员系统来提供,在发射场按流程完成加银水的复检和加注等工作,以验证加注流程和水箱技术方案的可行性。

  而工效学的评价,是指为后续货船的改进提供设计按照和积累数据。针对天舟一号货船,就其舱内的空间布局、照明与视觉环境、报警与故障应急、辅助装置及人机界面的安全性等进行了工效学评价,为未来提供参考。

  天宫二号舱内部分实验装置、植物培养等成功回收,据新华社北京11月19日电记者从中国科学院获悉,神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室在实施分离前,航天员成功将天宫二号舱内空间应用系统综合材料制备实验的两批次(共十二支)实验样品、高等植物培养实验的返回单元转移到了神舟十一号飞船返回舱中。记者通过调查了解到高等植物培养箱返回单元内的拟南芥种子,经历了48天的空间培育生长,已抽薹开花和结荚,标志着完成了从种子到种子的发育全过程。

  “天宫二号”作为中国航天史上“最忙碌”的空间实验室身负重任,其荷载的实验项目达14项之多。每个茶包可以泡四五次,航天员景海鹏和陈冬基本天天都会泡茶喝。太空微重力环境下,人会有一些不良反应,如血容量下降、肌肉萎缩等,适量运动能够在一定程度上帮助航天员对抗失重带来的影响。

  北京时间11月17日12时41分,神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室成功实施分离,航天员景海鹏、陈冬即将踏上返回之旅。组合体分离前,航天员景海鹏、陈冬与陪伴他们30天的太空之家天宫二号依依惜别,并向地面科学技术人员里和关心支持航天事业的人们表达了他们的感谢和敬意。


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