中国航天员进“天宫”

沈羡云

“神九”上天了！在浩瀚的太空中，“神九”与“天宫一号”相会，航天员入驻到里面，确实是一件非常不容易的事，必须闯过重重难关。目前，“神九”的3名航天员早已入驻“天宫一号”，并在“天宫”中居住了13天，胜利地完成任务返回地球了。现在，让我们再回放一下“神九”航天员入驻“天宫”的精彩片段吧！

“天宫—神九”对接新特点

“神九”航天员要入驻“天宫一号”，首先必须使两个航天器相会。“神九”要追上远在343 千米地球轨道上的“天宫一号”，不是一件容易的事。在这场大戏中，两个飞行速度比子弹还快数倍的飞行器要在茫茫太空中完成“天衣无缝”的“接吻”，好比在百米外“穿针引线”，绝对是个“精细活” 。这场“太空接吻”大戏，采取的是“天宫一号”在前、“神九”在后的模式进行的，担任主角的“神九”飞船，必须悉心地调整着自己的速度和姿态，紧紧地地追赶“天宫一号”，才能实现与“天宫一号”的相会、相拥和接吻。

“神九”与“天宫一号”对接，与去年11月“神八”与“天宫一号”对接相比有以下几个不同。

飞船手动控制系统首次加电。这是神九飞船与“天宫一号”自动交会对接的一项重要备份手段。在自动交会对接过程中，如果出现异常情况，可以由航天员实施手动对接或撤离。

对接在阳照区进行。神九飞船从４００米停泊点到对接接触全过程均在阳照区内进行。这将进一步考验光学测量设备在强光照条件下的测量精度和抗光干扰能力。

航天员首次进入“天宫一号”。这次任务中，神九飞船将与“天宫一号”实现空间连通；航天员将首次进入在轨的“天宫一号”驻留，并开展空间科学应用与试验。

应急手段进一步完善。与首次无人交会对接任务相比，增加了５０多种应急交会对接模式，进一步提高应急情况下成功实施自动对接的可靠性。

为什么还要进行手控交会对接？

“天宫-神九”的第一次相会取得圆满成功，中国人终于进入了天宫，“天宫”生活就此开始。但对于航天员来说，真正繁忙的工作才刚刚开始，6天后他们将暂别“天宫”，完成手控交会对接任务，这才是他们最大的考验。

为什么要进行手控交会对接呢？ 这是因为在太空进行交会对接时，时时可能发生意外情况，只有很好地掌握自动和手控两个方面交会对接技术，才能保证空间站的顺利建成。自动对接是一种程序控制，响应迅速、控制精准，但是，一旦出现意外情况，自动系统就显得“无能为力”。 人脑比电脑更可靠，出现故障时航天员可以随机应变，为太空中的复杂动作增加了安全系数，手控还能节约时间和燃料。 迄今为止，美俄共进行了300多次交会对接，美国以手控为主，只失败过2次，俄罗斯以自控为主，失败过15次，说明手控交会对接的成功率更高。但手控方式增加了航天员的操作负荷，还要受到航天环境尤其是光线的影响。

在手控交会对接中，航天员只需要做两件事：首先航天员要调光，他们根据飞船上电视摄像机拍摄出的外面情况，让飞船上的“十字靶标”与天宫上的“十字靶标”重叠，这样可以使交会对接的位置和姿态达到精准。然而调光需要在太空环境不能太亮或太暗的情况下进行，否则航天员容易调不准。第二件事是调整飞船与天宫在交会对接的姿态，这时航天员只需通过飞船上两个操纵杆调整平移位置和姿态，来进行校准。看似简单的两个步骤，但在浩瀚的太空中，却变得极其不易。这个“舵手”不好当：航天员要将飞船与天宫之间的角度严格控制在1°之内，横向的偏差不超过0.2米到0.3米——对于重量超过8吨、长达9米的飞行器而言，难度相当于“百米穿针”。交会对接过程中，航天员要准确判断两个航天器的相对位置，通过姿态和平移两个手柄，控制飞船姿态、前进速度和方向，对眼手协调性、操作精细性和心理素质要求极高。

“天宫”中的生活

在远离地球、远离家人的日子里，航天员如何在“天宫一号”15立方米的空间里生活、工作和休息？为了保障航天员飞行中健康的身体和良好的心理状态，科研技术人员“绞尽脑汁”，考虑十分周全，采用了各种措施为航天员在“天宫”营造一个“温馨的家”。“天宫一号”由实验舱和资源舱组成。实验舱是航天员的工作舱和生活舱，它的内部四壁都是机柜，内有操作台、仪表板、照明及生活等设备，还布置了航天员休息的小舱室。此外，中间有一个长4米、宽1.8米、高2.2米的通道，是航天员运动、工作和生活的场所。

“天宫”环境“天宫一号”内温度在22℃～23℃，湿度40%左右，整体环境相当舒适。为了保证舱内大气环境的清新，技术人员动了不少脑筋。比如，“天宫一号”在舱内设计了相应的监测和净化装置及措施，确保航天员在太空家园里，也能享受到春天般清新的无毒、无害、无味的空气。

睡为了营造健康舒适的睡眠环境，“天宫”内设了两个“房间”，舱壁上还贴有挂带，供航天员存放细软小物品。睡眠区正中间的黑色可折叠小桌板用来摆放书籍和电脑。房间中配置了航天员各自的睡袋和可调节的“卧室”灯光。为了防止噪声干扰航天员的睡眠，技术人员将噪声控制到最小的指标。

吃为了适合中国人饮食的特点，航天员在太空的食品以中餐为主，有五大类、50种食品供应，4天一个周期轮换。由于航天员的味觉在太空会发生变化，出现食欲不振的情况，因此也为航天员特意准备了有助“开胃”的辣酱等调味品。航天食品储存在专用的食品储藏柜中，用餐前取出加热。

卫生“天宫一号”中的厕所男女有别，并且是独立的空间。虽然航天员不能洗澡，但却可以在两个独立的睡眠区里擦澡，保护女航天员隐私。在太空用水的分配上还特别照顾女航天员，水量会多一些，另外还允许女航天员带一些无毒无污染的化妆品。

娱乐娱乐活动对于保证航天员稳定的情绪和乐观的心态非常重要。为保证航天员的娱乐，“天宫”内还专门给航天员提供了用来娱乐的笔记本电脑。航天员在工作之余，在睡觉之前，可以用笔记本电脑来上上网，发发微博，看看ＣＤ大片，播放一些自己喜欢的歌曲和音乐，或者进行其他的娱乐活动。为了帮助航天员舒缓“相思之苦”，“天宫一号”首次实现了与地面双向的可视通话，航天员可对着屏幕与地球亲人进行视频和音频交流，言谈举止，音容笑貌通过屏幕一目了然，极大地增加了亲切感。为保证航天员与家人说悄悄话的私密性，在“天宫一号”里，技术人员设置了专门的“密室”，在这个“密室”里，航天员与爱人说什么悄悄话，别人是没法“偷听”的。

锻炼为了保证航天员飞行中的健康，在“天宫”中准备了各种各样的“健康器材”，有自行车功量计、套袋、负压筒等。

航天员做了哪些实验？

在“天宫”居住的短短10多天内，航天员要开展空间应用实验（包括空间环境和空间物理探测等）、空间科学实验、航天医学实验和空间战技术实验。其中，花费航天员最多时间的是航天医学实验。航天员承担15项航天医学相关空间实验，开展了健康检测、监测技术、失重防护措施、医学要求与评价等实验研究和技术验证，有很多方法和项目都是首次在轨开展。其中最主要的实验有以下5项。

太空飞行对航天员前庭眼动、心血管及脑高级功能影响研究。这是我国首次在微重力环境下进行的人体生理学研究实验。

失重生理效应防护的细胞学机制研究。实验的目的在于探讨失重条件下整合素与细胞因子对成骨细胞的调节作用。

空间骨丢失防护技术研究。飞行中，采用一种对人体无损、小巧玲珑、使用方便的力刺激仪对航天员进行力刺激，观察其对抗空间骨丢失的效果。

在轨有害气体采集与分析。通过分析目标飞行器舱内的空气质量，对目标飞行器内的微量有害气体进行评估，了解飞行器内污染水平。

航天员在轨人体质量测量。神九任务中，3名航天员使用中国航天员科研训练中心自主研制的质量测量仪对人体质量进行测量。

在“天宫一号”中有一个小小的“太空医院”，里面配备了一套生理-生化检测系统。航天员在飞行中要定时地检测和记录自己身体的生理和生化指标，提供给地面，以保证地面随时了解他们的健康状态，进行医学保障工作。同时，这些数据为航天医学科研人员提供了可贵的医学研究资料。航天员在太空中的游戏项目，有些并不只是简单的娱乐，而是与科学实验相关。航天员很多时候是边玩边做科学实验，检验在失重环境下人的操作反应、认知决策的变化。这样的游戏不仅能获得科学实验数据，也使太空生活不再枯燥乏味。3名航天员在“天宫一号”内开展的多项空间科学实验进展顺利，相关实验数据已经下传和带回地面，科技人员正在进行分析研究。

【责任编辑】蒲晖