航天假人的“功勋”

□可 牛

航天假人的“功勋”

□可 牛

巧遇

2005年4月12日上午，笔者荣幸地获准考察“神六”飞船装配测试和航天员的训练。进入装配大厅，未等观看，就被迎面的“突发”景象吓了一跳：一位身穿航天服、“全副武装”的航天员从行车上“飞”了过来……“奇怪！航天员怎么用吊车‘吊装’！”

“这是航天形体假人。”工作人员急忙向我们作了解释。

这个被称做“航天形体假人”的模拟航天员是按照航天员真人比例设计制造的，在外貌上和真人十分相似，五官俱全，有头、躯干和四肢等14个部分，每个部分的质量和形态与真人基本一致。它的体重75千克，身高在170～180厘米之间，所用的材质是高分子塑胶。

航天假人身上装置了一个类似“鼓风机”的设备，使假人具有“呼吸”的功能，而假人服装上还装配有人造的“心脏”和“脉搏”。按真实飞行状态穿好舱内航天服，服装上安装了生理信号测试盒，模拟产生心电、呼吸、体温、血压等信号，经采集传输后，通过“呼吸”，假人便可以储存或者随时向地面传回一整套生理指标的监测数据。

航天器是一个狭小、密闭的空间，但要创造一个与地表接近的大气环境。在这个空间，航天员每人每天需要吸收0.8～0.9千克的氧气，吐出1千克的二氧化碳，排泄近2升的废弃物。有了航天假人“亲历”太空飞行试验，就可以像航天员上天一样，真实感触氧气供应是否像地面环境那样适中，废气处理是否达到无害的要求等。

航天员在太空，最适宜的温度与在地面一样，是在18℃到25℃之间。形体假人的胸部、四肢、颈部等部位分别装有“传感器”，通过“传感器”监测舱内温度和湿度的变化，以便监测舱内的温度、湿度是否能一直保持在一个相对稳定的范围内。

在真实飞行中，这四大生理指标密切关系航天员飞行时的身体健康。通过对航天假人的实时监测，地面医生就可知道航天员在执行航天任务中的健康状况。

替身

在航天员工作生活的轨道舱或返回舱内，氧气是航天员生存所必不可少的，但是舱里的氧气多了或少了都会影响航天员健康，甚至危及航天员的生命安全。如何供给航天员生命活动所必须的氧气？再如，人的呼吸、排汗等正常代谢，每天可产生1千克的水汽，这些水汽会在飞船比较冷的舱壁、仪表表面等部位凝上一层霜雾，会使电气设备受潮引起短路，影响设备的正常运转。在微重力状态下，这些水汽还会冷凝成水珠在密封狭小的舱内飘动，不但会影响舱内设备的运行，而且一旦被航天员吸入鼻腔里，还会危及航天员的生命安全。怎样才能将冷凝水吸附住且不让它飘动呢？

在密闭的太空舱里，一旦有害气体达到一定的浓度，就会危及航天员的生命安全。怎么处理航天员排泄的二氧化碳、尿等废弃物产生的有害气体，这些都是神舟飞船环境控制与生命保障系统研制的关键。

我国载人飞船一次发射成功，首位航天员杨利伟能在从太空归来步出返回舱时感叹道：“舱内的空气比地面还好。”这里有“航天假人”的一份功劳，早在我国“神舟二号”、“神舟三号”和“神舟四号”飞船的飞天任务中，就曾搭载过“航天假人”作替身进行一系列实验的缘故。用与真人重量相当的“替身”展开奇妙太空之旅，不仅可用以测试飞船配重以及考核信号传输链路是否正常等，而且还可实时了解飞船的环境控制与生命保障系统对航天员的影响。

形体假人“替身”的作用非凡。在发射“天宫一号”时，计划接着发射不载人的“神八”与“天宫一号”作自动交会对接，然后根据试验情况，再发射“神九”无人或有人对接。可喜的是，“神八”有两个形体假人随之上天，进行相应的科学试验。这两个假人按真实飞行状态穿着舱内航天服，安装有生理信号测试盒，躺卧在狭小椅盆中，身体被束缚带紧紧固定。它们可以测控“神舟八号”飞船舱内的空气成分、温度、湿度等的变化，发出了拟人的生理信号。

这次“神八”的“替身”与以前的任务不同。因“神八”飞船与“天宫一号”目标飞行器会连接在一起，连接后，舱内的空气、湿度、温度肯定会有短暂的极小波动，所以必须先有一个模拟人上去监测这些变化，以保证之后“神九”、“神十”飞船搭载的航天员升空后的安全。

功勋

用航天形体假人作为航天员的“替身”是中国的首创。国外的载人航天之初，多是采用灵长类动物作太空模拟试验的。如1957年俄罗斯狗“莱卡”搭乘前苏联的“史波尼克2号”卫星进入轨道，成为第一只进入轨道的动物。

到了1959年，美国的猕猴“艾布尔”和松鼠猴“贝克尔”搭乘“朱庇特”导弹升到距离地面约480千米的高空。它们待在火箭最前端，最终安全返回地球，但医生在给“艾布尔”摘除一个电极时，由于使用了麻醉而导致它几天后去世。而松鼠猴“贝克尔”重返地球后，直到1984年才去世。

那么我们中国呢？在1966年，中科院生物物理研究所宇宙生物学研究室就已实现了“生物上天”，先后成功地将两只“航天小狗”送到了距离地面70千米的高空，并安全回收。

然而，动物试验有着局限性，因动物的体量小，代谢率低，与人的差别大。如果装载猴子上天，除非捆绑得非常严实，否则好动的猴子会东摸摸西看看。再则，动物还可能因不适应飞天任务而生病，甚至是因病致死。这样就很难验证，究竟是飞船的问题还是动物本身的问题。

因此，在1992年中国载人航天工程正式启动后，“神二”飞船便开始使用航天形体假人飞向太空。紧接着，在随后的“神舟三号”和“神舟四号”的飞天任务中，都搭载了这些模拟“航天员”。

我国首创搭载“模拟航天员”升空，目的是为载人航天进行飞行试验。由于3次无人飞船搭载了人体代谢模拟装置、拟人生理信号设备和形体假人，成功获得了人体耗氧、脉搏等与真人一样的生理信号。这使我国创造了4次无人飞船的试验后，就一次性成功地发射载人飞船上天。这就是航天假人创造的“功勋卓绩”。