天天快資訊丨中國(guó)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

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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(yáng)光照射進(jìn)中國(guó)空間站，神舟十五號(hào)任務(wù)乘組用鏡頭定格了這一壯美畫(huà)面。隨后，航天員費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸開(kāi)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(guó)航天員中心航天員支持管理團(tuán)隊(duì)環(huán)控總體崗值班員，正緊盯大屏幕，判讀數(shù)據(jù)，確?？臻g站再生系統(tǒng)正常運(yùn)行。

晚上，3名航天員進(jìn)入夢(mèng)鄉(xiāng)。航天員支持管理團(tuán)隊(duì)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(shí)刻保持警醒。

截至當(dāng)天，在距離地球400公里的中國(guó)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(hào)角吹響，中國(guó)航天員中心從各科研團(tuán)隊(duì)抽調(diào)骨干力量，成立一支航天員支持管理團(tuán)隊(duì)，集結(jié)到航天員支持中心大廳。

在一幀幀閃動(dòng)的畫(huà)面中，他們關(guān)注著航天員的一舉一動(dòng)；在一個(gè)個(gè)跳躍的數(shù)字里，他們觸摸著航天員的一呼一吸；在一個(gè)個(gè)關(guān)切的電話(huà)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(duì)負(fù)責(zé)。

2022年11月30日，神舟十五號(hào)任務(wù)乘組順利進(jìn)駐中國(guó)空間站，與神舟十四號(hào)任務(wù)乘組勝利“會(huì)師”。6人同時(shí)在軌，創(chuàng)造了中國(guó)空間站訪(fǎng)客新紀(jì)錄，也對(duì)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(duì)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(guó)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(duì)開(kāi)始了一天的工作——模擬6名航天員在軌活動(dòng)，對(duì)艙內(nèi)的氧氣、二氧化碳等參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

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

“從目前這個(gè)系統(tǒng)狀態(tài)看，長(zhǎng)期保障6名航天員也是有可能的?！痹撝行沫h(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(shí)現(xiàn)大氣和水資源的再生，減少上行補(bǔ)給？這是人類(lèi)在太空長(zhǎng)期生存必須要解決的世界級(jí)難題?？臻g站任務(wù)啟動(dòng)時(shí)，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(jì)開(kāi)始，環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)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(duì)伍。他們以“沖刺的速度進(jìn)行長(zhǎng)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(xiàng)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(guò)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(duì)環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，這只是萬(wàn)里長(zhǎng)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(gè)日日夜夜，環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)要保持24小時(shí)在線(xiàn)，不間斷跟蹤測(cè)控，并根據(jù)下行參數(shù)對(duì)系統(tǒng)做出故障判斷和進(jìn)行健康管理，便于第一時(shí)間進(jìn)行跟蹤服務(wù)。

“我們一直都在，你們放心，有問(wèn)題可以隨時(shí)進(jìn)行天地連線(xiàn)及時(shí)處理。”這是環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)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(jué)。感受不到它們的存在，就是它們最好的狀態(tài)?！痹诳臻g站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，執(zhí)行神舟十二號(hào)任務(wù)的航天員湯洪波這樣評(píng)價(jià)再生生保系統(tǒng)。

讓乘組安心的背后，是環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)時(shí)時(shí)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(lái)。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(shuō)。

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(jué)時(shí)，他都要特意佩戴一個(gè)電話(huà)手表，防止夜里熟睡時(shí)錯(cuò)過(guò)緊急電話(huà)，也避免電話(huà)鈴聲打擾到家人休息。

環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)最關(guān)注的是空間站的大小便裝置。這個(gè)系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問(wèn)題，留給他們處置的時(shí)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(guó)空間站實(shí)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(hào)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(guó)空間站的物質(zhì)閉合度和能耗比達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

再生水，是環(huán)控生保團(tuán)隊(duì)通過(guò)尿液、汗液等水分提取出來(lái)的純凈水。中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)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?！?/p>

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(wú)兩樣。

用心鋪就出艙之路

2022年9月2日0時(shí)33分許，經(jīng)過(guò)約6小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十四號(hào)任務(wù)乘組密切協(xié)同，完成全部既定任務(wù)，出艙活動(dòng)取得圓滿(mǎn)成功。

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

初次進(jìn)行艙外作業(yè)的指令長(zhǎng)陳冬難掩激動(dòng)：“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(dòng)。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(guó)空間站在不斷壯大?！?/p>

盡管乘組每次執(zhí)行出艙任務(wù)，都會(huì)面臨新的挑戰(zhàn)，但他們始終淡定從容。這不僅僅是因?yàn)樗麄冊(cè)诘孛娼?jīng)歷了大量出艙活動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練，也因?yàn)樗麄冊(cè)谔盏拿恳徊讲僮鞫加小笆锕狻敝笓]在指引。

一句“曙光明白”，意味著“曙光”指揮必須熟悉出艙活動(dòng)整個(gè)流程和設(shè)計(jì)，熟練掌握操作的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)；同時(shí)，“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(dòng)支持小組。這個(gè)小組由航天員系統(tǒng)牽頭，航天員系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師黃偉芬擔(dān)任組長(zhǎng)，匯集了相關(guān)系統(tǒng)崗位支持人員。

針對(duì)空間站階段出艙活動(dòng)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(jì)方案作為實(shí)施出艙活動(dòng)的依據(jù)。

航天員執(zhí)行出艙任務(wù)時(shí)，出艙活動(dòng)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(shí)現(xiàn)場(chǎng)給出決策意見(jiàn)。

空間站首次出艙活動(dòng)中，由于一米多長(zhǎng)的操作臺(tái)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?！笆锕狻敝笓]迅速請(qǐng)示出艙活動(dòng)支持小組組長(zhǎng)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(shuō)：“沒(méi)想到，你們這么快就給出意見(jiàn)。這個(gè)模式非常高效！”

打一仗，進(jìn)一步。每一次出艙活動(dòng)后，出艙活動(dòng)專(zhuān)班都及時(shí)總結(jié)，不斷改進(jìn)活動(dòng)設(shè)計(jì)、組織實(shí)施的模式。如今，他們已經(jīng)形成一整套成熟的設(shè)計(jì)方案。

《出艙活動(dòng)操作手冊(cè)》是航天員出艙活動(dòng)的整套規(guī)范，一共有8冊(cè)數(shù)百頁(yè)。該中心總體室人員參與了手冊(cè)的大部分編寫(xiě)工作。時(shí)間緊，任務(wù)重，他們沒(méi)日沒(méi)夜泡在辦公室里，實(shí)在太困了，就坐在椅子上睡幾個(gè)小時(shí)，兩三天不回家是常態(tài)。最長(zhǎng)一次，一名工作人員連續(xù)5天沒(méi)離開(kāi)過(guò)辦公室。

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

“不行，我今晚手頭有個(gè)文件必須修改出來(lái)。天上的事，等不及！”夜里11點(diǎn)，這名專(zhuān)家輸完液感覺(jué)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(dòng)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(duì)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(gè)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(shí)，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(dòng)中，新一代艙外服的能力得以驗(yàn)證。劉伯明稱(chēng)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(dòng)前，艙外服支持崗的工作人員要進(jìn)行一系列測(cè)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(diǎn)項(xiàng)目，因?yàn)樗苯佑绊懙饺蝿?wù)成敗甚至航天員的生命安全。出艙活動(dòng)中，工作人員仍然要嚴(yán)密觀察艙外服的各項(xiàng)性能指標(biāo)是否正常。

迄今為止，神舟十二號(hào)至神舟十四號(hào)3個(gè)任務(wù)乘組已經(jīng)執(zhí)行了7次出艙活動(dòng)，進(jìn)行了大量艙外作業(yè)。他們先后在節(jié)點(diǎn)艙、氣閘艙出艙，驗(yàn)證了新一代艙外服的功能，驗(yàn)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(dòng)，首次搭建起三艙間艙外行走的“天橋”，首次實(shí)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(rùn)著航天員支持管理團(tuán)隊(duì)無(wú)微不至的關(guān)愛(ài)。

他們每天的工作如何安排？吃得好不好？身體有沒(méi)有不舒服？每天鍛煉效果如何？跨越天地，該團(tuán)隊(duì)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(shí)時(shí)畫(huà)面和一日工作計(jì)劃。該團(tuán)隊(duì)20余人在各自崗位上緊張有序地忙碌著。

“進(jìn)入測(cè)控區(qū)，進(jìn)行血液檢查……”飛行事件管理崗位人員實(shí)時(shí)觀察并記錄航天員一天的各項(xiàng)動(dòng)作；環(huán)控生保崗位人員密切關(guān)注各類(lèi)環(huán)控?cái)?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(píng)估和判斷他們的健康狀況，指導(dǎo)支持航天員開(kāi)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(shí)時(shí)評(píng)估航天員對(duì)抗失重的防護(hù)效果；醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)支持崗位人員實(shí)時(shí)輔助航天員操作實(shí)驗(yàn)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(duì)的牽掛和關(guān)心通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(huà)響起，無(wú)論何時(shí)，地面崗位人員都會(huì)“秒接”。

2022年除夕，中國(guó)人首次在太空過(guò)大年。神舟十三號(hào)任務(wù)乘組一早就貼“?！弊郑瑢?xiě)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(bào)平安”……工作人員為航天員的年夜飯精心設(shè)計(jì)菜譜，每一道菜的名稱(chēng)都飽含著祝福和年味。

“設(shè)計(jì)這些菜譜名，可讓我們想破了腦袋！”航天營(yíng)養(yǎng)與食品室主任笑稱(chēng)。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(gè)性化調(diào)制。

航天員在太空過(guò)節(jié)或者過(guò)生日，都會(huì)收到中國(guó)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(duì)都會(huì)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(guò)充實(shí)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(shí)陪護(hù)，有問(wèn)題直接找地面?！鄙裰凼?hào)任務(wù)乘組指令長(zhǎng)翟志剛返回地球后深情地說(shuō)，“飛行之前，我主動(dòng)找地面支持人員溝通說(shuō)，我不能保證這180多天都有一個(gè)好心情、好狀態(tài)。哪天我態(tài)度不好的時(shí)候，不要往心里去?！?/p>

當(dāng)時(shí)，地面工作人員一再表示：“你們想怎么說(shuō)就怎么說(shuō)。我們會(huì)拿出百倍耐心對(duì)待乘組?！?/p>

“他們是這么說(shuō)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(chéng)點(diǎn)贊。

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

“183個(gè)日夜不辭辛勞的守護(hù)，4000多個(gè)小時(shí)及時(shí)專(zhuān)業(yè)的支持，20多萬(wàn)分鐘時(shí)刻不停的牽掛，你們用專(zhuān)業(yè)、奉獻(xiàn)為我們保駕護(hù)航！”指令長(zhǎng)陳冬向地面支持人員致敬。

“忘不了，每次詢(xún)問(wèn)時(shí)，你們及時(shí)有效的回應(yīng)；忘不了，每分每秒你們專(zhuān)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(kāi)你們?nèi)娜獾闹С?！”航天員劉洋充滿(mǎn)深情地回憶起地面團(tuán)隊(duì)對(duì)他們無(wú)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(wú)縫、親密無(wú)間。天地間永不斷線(xiàn)的電波，見(jiàn)證了我們共同的努力！”航天員蔡旭哲真誠(chéng)地說(shuō)。

“我們是一家人?！闭珀惗谝曨l里所說(shuō)，中國(guó)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(kāi)啟以來(lái)，該中心航天員支持管理團(tuán)隊(duì)已經(jīng)駐守600余天，迎來(lái)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(hào)任務(wù)乘組在軌的每一天。本報(bào)特約記者 占 康

圖①：2022年11月30日，神舟十五號(hào)任務(wù)乘組與神舟十四號(hào)任務(wù)乘組勝利“會(huì)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(guó)空間站運(yùn)行，航天員中心相關(guān)專(zhuān)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(hào)任務(wù)乘組進(jìn)駐中國(guó)空間站，航天員中心航天員支持管理團(tuán)隊(duì)人員鼓掌。孫 偉攝

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