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天天快資訊丨中國空間站再生生保系統(tǒng)在軌穩(wěn)定運(yùn)行600余天—— 天地一心守護(hù)天宮

2023-01-09 15:42:57來源：解放軍報

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(資料圖片僅供參考)

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這是2023年的第一天——

當(dāng)新年第一縷陽光照射進(jìn)中國空間站，神舟十五號任務(wù)乘組用鏡頭定格了這一壯美畫面。隨后，航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸開啟了環(huán)控再生系統(tǒng)的日常維護(hù)工作。

此刻，北京航天城航天員支持中心大廳內(nèi)，中國航天員中心航天員支持管理團(tuán)隊環(huán)控總體崗值班員，正緊盯大屏幕，判讀數(shù)據(jù)，確保空間站再生系統(tǒng)正常運(yùn)行。

晚上，3名航天員進(jìn)入夢鄉(xiāng)。航天員支持管理團(tuán)隊的工作人員并不能松口氣，他們?nèi)孕璨婚g斷監(jiān)控再生生保系統(tǒng)、環(huán)境壓力、溫濕度等參數(shù)。只要空間站設(shè)備不停機(jī)，他們就得時刻保持警醒。

截至當(dāng)天，在距離地球400公里的中國空間站，再生生保系統(tǒng)已在軌穩(wěn)定運(yùn)行600余天。

當(dāng)空間站任務(wù)的號角吹響，中國航天員中心從各科研團(tuán)隊抽調(diào)骨干力量，成立一支航天員支持管理團(tuán)隊，集結(jié)到航天員支持中心大廳。

在一幀幀閃動的畫面中，他們關(guān)注著航天員的一舉一動；在一個個跳躍的數(shù)字里，他們觸摸著航天員的一呼一吸；在一個個關(guān)切的電話中，他們呵護(hù)著航天員的一顰一笑……

精心打造生命工程

在太空，航天員呼吸到的每一口空氣、喝到的每一口水、感受到的溫度，都由該中心環(huán)控生保團(tuán)隊負(fù)責(zé)。

2022年11月30日，神舟十五號任務(wù)乘組順利進(jìn)駐中國空間站，與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會師”。6人同時在軌，創(chuàng)造了中國空間站訪客新紀(jì)錄，也對空間站環(huán)控生保系統(tǒng)提出了更高要求。

為有效保障航天員生活，環(huán)控生保團(tuán)隊一邊把地球生活環(huán)境搬上了太空，一邊把航天員的太空生活搬進(jìn)空間站地面伴飛艙。

在中國航天員中心，空間站組合體1∶1大小的地面伴飛艙里，環(huán)控生保團(tuán)隊開始了一天的工作——模擬6名航天員在軌活動，對艙內(nèi)的氧氣、二氧化碳等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測。

這套地面模擬系統(tǒng)比在軌系統(tǒng)提前一到兩天啟動，目的是預(yù)先檢驗環(huán)境控制能力。6名航天員同時在軌5天后，神舟十四號任務(wù)乘組按計劃返回，驗證了空間站系統(tǒng)航天員在軌輪換保障能力。

“從目前這個系統(tǒng)狀態(tài)看，長期保障6名航天員也是有可能的。”該中心環(huán)控生保室主任非常自信。

載人航天發(fā)展到空間站階段，如何實現(xiàn)大氣和水資源的再生，減少上行補(bǔ)給？這是人類在太空長期生存必須要解決的世界級難題。空間站任務(wù)啟動時，再生式環(huán)控生保技術(shù)被列為空間站重大關(guān)鍵技術(shù)之一。

從2010年論證設(shè)計開始，環(huán)控生保團(tuán)隊組建起一支平均年齡不到28歲的再生生保關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)隊伍。他們以“沖刺的速度進(jìn)行長跑”，十年磨一劍，相繼攻克了電解制氧、二氧化碳去除、微量有害氣體去除和水處理、尿處理等再生生保子系統(tǒng)多項關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出空間站環(huán)控生保再生系統(tǒng)。

經(jīng)過10余年的刻苦攻關(guān)，再生生保系統(tǒng)由理論變成工程產(chǎn)品。對環(huán)控生保團(tuán)隊來說，這只是萬里長征的第一步。再生生保系統(tǒng)產(chǎn)品在空間站要運(yùn)行數(shù)千個日日夜夜，環(huán)控生保團(tuán)隊要保持24小時在線，不間斷跟蹤測控，并根據(jù)下行參數(shù)對系統(tǒng)做出故障判斷和進(jìn)行健康管理，便于第一時間進(jìn)行跟蹤服務(wù)。

“我們一直都在，你們放心，有問題可以隨時進(jìn)行天地連線及時處理。”這是環(huán)控生保團(tuán)隊的口頭禪，也是讓在軌航天員最安心的一句承諾。

“系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品的一貫表現(xiàn)，讓我們可以安心地工作和睡覺。感受不到它們的存在，就是它們最好的狀態(tài)。”在空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段，執(zhí)行神舟十二號任務(wù)的航天員湯洪波這樣評價再生生保系統(tǒng)。

讓乘組安心的背后，是環(huán)控生保團(tuán)隊時時懸著的一顆心。“只要產(chǎn)品在天上運(yùn)行，我們的心就一直放不下來。要做到讓航天員百分之百放心，我們就必須做到產(chǎn)品百分之百可靠。”環(huán)控生保室主任說。

環(huán)控生保室主任才40多歲，頭發(fā)已白了一半。每天晚上睡覺時，他都要特意佩戴一個電話手表，防止夜里熟睡時錯過緊急電話，也避免電話鈴聲打擾到家人休息。

環(huán)控生保團(tuán)隊最關(guān)注的是空間站的大小便裝置。這個系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題，留給他們處置的時間特別短。

截至目前，再生生保系統(tǒng)已經(jīng)在軌穩(wěn)定運(yùn)行600多天。中國空間站實現(xiàn)了氧氣資源100%再生，尤其是新研制的二氧化碳還原系統(tǒng)在神舟十四號任務(wù)中成功應(yīng)用，提升了空間站水資源閉合度。據(jù)悉，中國空間站的物質(zhì)閉合度和能耗比達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

再生水，是環(huán)控生保團(tuán)隊通過尿液、汗液等水分提取出來的純凈水。中國載人航天工程總設(shè)計師周建平表示：“在再生生保系統(tǒng)中，尿處理技術(shù)是最難攻關(guān)的。”

如今，航天員在軌飲用水基本都由再生水提供。據(jù)航天員透露，再生水口感與純凈水并無兩樣。

用心鋪就出艙之路

2022年9月2日0時33分許，經(jīng)過約6小時的出艙活動，神舟十四號任務(wù)乘組密切協(xié)同，完成全部既定任務(wù)，出艙活動取得圓滿成功。

飛控大廳內(nèi)，響起航天員出艙活動“曙光”指揮的聲音：“為你們的精彩表現(xiàn)和協(xié)作精神點贊！讓我們以美麗的地球為背景，記錄下這珍貴的一刻。”

初次進(jìn)行艙外作業(yè)的指令長陳冬難掩激動：“這是航天員第一次從氣閘艙出艙，也是第一次使用小機(jī)械臂，更是我和戰(zhàn)友第一次出艙活動。我們感受到了艙外的美景，感受到了出艙的不易，感受到了中國空間站在不斷壯大。”

盡管乘組每次執(zhí)行出艙任務(wù)，都會面臨新的挑戰(zhàn)，但他們始終淡定從容。這不僅僅是因為他們在地面經(jīng)歷了大量出艙活動專項訓(xùn)練，也因為他們在太空的每一步操作都有“曙光”指揮在指引。

一句“曙光明白”，意味著“曙光”指揮必須熟悉出艙活動整個流程和設(shè)計，熟練掌握操作的關(guān)鍵點和難點；同時，“曙光”指揮還要全面掌握排除故障的相關(guān)預(yù)案，迅速指揮航天員進(jìn)行相應(yīng)處置。

“曙光”指揮的背后，是一支由精銳力量組成的出艙活動支持小組。這個小組由航天員系統(tǒng)牽頭，航天員系統(tǒng)總設(shè)計師黃偉芬擔(dān)任組長，匯集了相關(guān)系統(tǒng)崗位支持人員。

針對空間站階段出艙活動任務(wù)復(fù)雜的特性，該中心形成了一套新型組織指揮模式。他們和航天員進(jìn)行了多次演練，完成了一整套相關(guān)頂層設(shè)計方案作為實施出艙活動的依據(jù)。

航天員執(zhí)行出艙任務(wù)時，出艙活動支持小組和“曙光”一起，密切關(guān)注出艙進(jìn)展，不斷進(jìn)行溝通交流，必要時現(xiàn)場給出決策意見。

空間站首次出艙活動中，由于一米多長的操作臺一直搖擺不定，航天員劉伯明單手操作安裝非常吃力。多次嘗試未果后，劉伯明提出將其拆除后分段安裝。“曙光”指揮迅速請示出艙活動支持小組組長黃偉芬，經(jīng)小組成員決策后一致同意這一方案。

事后，劉伯明說：“沒想到，你們這么快就給出意見。這個模式非常高效！”

打一仗，進(jìn)一步。每一次出艙活動后，出艙活動專班都及時總結(jié)，不斷改進(jìn)活動設(shè)計、組織實施的模式。如今，他們已經(jīng)形成一整套成熟的設(shè)計方案。

《出艙活動操作手冊》是航天員出艙活動的整套規(guī)范，一共有8冊數(shù)百頁。該中心總體室人員參與了手冊的大部分編寫工作。時間緊，任務(wù)重，他們沒日沒夜泡在辦公室里，實在太困了，就坐在椅子上睡幾個小時，兩三天不回家是常態(tài)。最長一次，一名工作人員連續(xù)5天沒離開過辦公室。

神舟十二號任務(wù)發(fā)射前，總體室一名專家參加完出艙演練后，回辦公室時突然暈倒在地。緊急送往醫(yī)院后，醫(yī)生診斷他為勞累過度，建議住院觀察。

“不行，我今晚手頭有個文件必須修改出來。天上的事，等不及！”夜里11點，這名專家輸完液感覺緩解多了，執(zhí)意要求回單位。等他加完班后，已是第二天凌晨。

出艙活動的成功不僅得益于航天員的出色表現(xiàn)，得益于航天員支持管理團(tuán)隊的有力指揮，也得益于“飛天戰(zhàn)袍”——艙外航天服的出色表現(xiàn)。

眾所周知，艙外航天服是航天員能夠順利進(jìn)行艙外作業(yè)的護(hù)身鎧甲。艙外航天服更像一個人形飛船，能夠抵御外太空的高低溫和高輻射等。它既能給走出艙外的航天員提供安全有效的環(huán)境防護(hù)，還可以在密閉環(huán)境中給航天員提供環(huán)境控制和生命保障。

翟志剛首次執(zhí)行太空出艙任務(wù)時，穿著的是第一代“飛天”艙外服。與之相比，新一代“飛天”艙外服在使用壽命、工效性能、安全可靠性等方面都有較大提升。

在空間站首次出艙活動中，新一代艙外服的能力得以驗證。劉伯明稱贊艙外服表現(xiàn)完美，達(dá)到了人服合一的效果。

執(zhí)行出艙活動前，艙外服支持崗的工作人員要進(jìn)行一系列測試，確保供氧、供電、供水、通信等功能正常。服裝氣密性檢查是重點項目，因為它直接影響到任務(wù)成敗甚至航天員的生命安全。出艙活動中，工作人員仍然要嚴(yán)密觀察艙外服的各項性能指標(biāo)是否正常。

迄今為止，神舟十二號至神舟十四號3個任務(wù)乘組已經(jīng)執(zhí)行了7次出艙活動，進(jìn)行了大量艙外作業(yè)。他們先后在節(jié)點艙、氣閘艙出艙，驗證了新一代艙外服的功能，驗證了機(jī)械臂協(xié)同合作能力，并首次在“T”字構(gòu)型上進(jìn)行出艙活動，首次搭建起三艙間艙外行走的“天橋”，首次實現(xiàn)跨艙段艙外行走……

悉心保障日常生活

飛行1分鐘，牽掛60秒。航天員在天上的每一分每一秒，都浸潤著航天員支持管理團(tuán)隊無微不至的關(guān)愛。

他們每天的工作如何安排？吃得好不好？身體有沒有不舒服？每天鍛煉效果如何？跨越天地，該團(tuán)隊始終將乘組在軌安全和健康緊緊握在手中。

在航天員支持中心大廳內(nèi)，大屏幕上顯示著空間站各攝像頭下的實時畫面和一日工作計劃。該團(tuán)隊20余人在各自崗位上緊張有序地忙碌著。

“進(jìn)入測控區(qū)，進(jìn)行血液檢查……”飛行事件管理崗位人員實時觀察并記錄航天員一天的各項動作；環(huán)控生保崗位人員密切關(guān)注各類環(huán)控數(shù)據(jù)；“曙光”醫(yī)生崗位人員記錄航天員相關(guān)生理數(shù)據(jù)，評估和判斷他們的健康狀況，指導(dǎo)支持航天員開展常規(guī)醫(yī)學(xué)檢查和定期醫(yī)學(xué)檢查；失重防護(hù)崗位人員根據(jù)航天員鍛煉情況，實時評估航天員對抗失重的防護(hù)效果；醫(yī)學(xué)實驗支持崗位人員實時輔助航天員操作實驗和判讀數(shù)據(jù)……

“給你們準(zhǔn)備的節(jié)日盲盒找到了嗎？”“最近狀態(tài)怎樣，心情還好嗎？”該團(tuán)隊的牽掛和關(guān)心通過無線電波定期抵達(dá)蒼穹之上。

“丁零零……”每一次從天而降的求助電話響起，無論何時，地面崗位人員都會“秒接”。

2022年除夕，中國人首次在太空過大年。神舟十三號任務(wù)乘組一早就貼“福”字，寫春聯(lián)，掛燈籠，晚上還吃到了香噴噴的餃子。

“團(tuán)團(tuán)圓圓合家歡”“錦上添花年年高”“竹報平安”……工作人員為航天員的年夜飯精心設(shè)計菜譜，每一道菜的名稱都飽含著祝福和年味。

“設(shè)計這些菜譜名，可讓我們想破了腦袋！”航天營養(yǎng)與食品室主任笑稱。他們研制出120多種空間站航天食品，并按照航天員口味喜好，進(jìn)行了個性化調(diào)制。

航天員在太空過節(jié)或者過生日，都會收到中國航天員中心科研人員給他們事先準(zhǔn)備好的節(jié)日盲盒和生日禮盒。不僅如此，每逢生日或者節(jié)日，航天員支持管理團(tuán)隊都會精心準(zhǔn)備，組織航天員和家人們天地共同慶祝。

每天早上，他們迎著朝霞上崗，給航天員送去第一聲早安，陪他們度過充實的一天；每天晚上，他們給航天員道完晚安，看著他們安心睡去，再頂著星星悄悄回家；部分崗位人員一直留守到第二天早上……

“地面支持人員180多天守護(hù)，不分白天和黑夜，24小時陪護(hù)，有問題直接找地面。”神舟十三號任務(wù)乘組指令長翟志剛返回地球后深情地說，“飛行之前，我主動找地面支持人員溝通說，我不能保證這180多天都有一個好心情、好狀態(tài)。哪天我態(tài)度不好的時候，不要往心里去。”

當(dāng)時，地面工作人員一再表示：“你們想怎么說就怎么說。我們會拿出百倍耐心對待乘組。”

“他們是這么說的，也是這么做的，而且做得非常好。”翟志剛為地面支持人員真誠點贊。

神舟十四號任務(wù)乘組返回地球前一天，特意從中國空間站發(fā)來溫暖致謝——

“183個日夜不辭辛勞的守護(hù)，4000多個小時及時專業(yè)的支持，20多萬分鐘時刻不停的牽掛，你們用專業(yè)、奉獻(xiàn)為我們保駕護(hù)航！”指令長陳冬向地面支持人員致敬。

“忘不了，每次詢問時，你們及時有效的回應(yīng)；忘不了，每分每秒你們專注指標(biāo)的關(guān)心；更忘不了，每次重大任務(wù)前你們貼心的提醒。任務(wù)的成功，離不開你們?nèi)娜獾闹С郑　焙教靻T劉洋充滿深情地回憶起地面團(tuán)隊對他們無微不至的關(guān)心和支持。

“擬流程、定預(yù)案、細(xì)操作、勤協(xié)同，我們配合得天衣無縫、親密無間。天地間永不斷線的電波，見證了我們共同的努力！”航天員蔡旭哲真誠地說。

“我們是一家人。”正如陳冬在視頻里所說，中國航天員中心是培養(yǎng)航天員的搖籃，也是保障航天員飛行的大后方。精湛指揮、精準(zhǔn)研判、精心支持、精細(xì)保障，是該中心保障在軌任務(wù)的工作宗旨。

自空間站任務(wù)開啟以來，該中心航天員支持管理團(tuán)隊已經(jīng)駐守600余天，迎來送往一批批飛天乘組。如今，他們繼續(xù)守護(hù)著神舟十五號任務(wù)乘組在軌的每一天。本報特約記者占康

圖①：2022年11月30日，神舟十五號任務(wù)乘組與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會師”太空，留下歷史性合影。圖片由乘組提供

圖②：2021年4月29日，再生生保系統(tǒng)首次在中國空間站運(yùn)行，航天員中心相關(guān)專家正在嚴(yán)密監(jiān)控并進(jìn)行交流討論。孫偉攝

圖③：2022年6月5日晚，神舟十四號任務(wù)乘組進(jìn)駐中國空間站，航天員中心航天員支持管理團(tuán)隊人員鼓掌。孫偉攝

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