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天天快資訊丨中國空間站再生生保系統在軌穩定運行600余天—— 天地一心守護天宮

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——

當新年第一縷陽光照射進中國空間站，神舟十五號任務乘組用鏡頭定格了這一壯美畫面。隨后，航天員費俊龍、鄧清明、張陸開啟了環控再生系統的日常維護工作。

此刻，北京航天城航天員支持中心大廳內，中國航天員中心航天員支持管理團隊環控總體崗值班員，正緊盯大屏幕，判讀數據，確保空間站再生系統正常運行。

晚上，3名航天員進入夢鄉。航天員支持管理團隊的工作人員并不能松口氣，他們仍需不間斷監控再生生保系統、環境壓力、溫濕度等參數。只要空間站設備不停機，他們就得時刻保持警醒。

截至當天，在距離地球400公里的中國空間站，再生生保系統已在軌穩定運行600余天。

當空間站任務的號角吹響，中國航天員中心從各科研團隊抽調骨干力量，成立一支航天員支持管理團隊，集結到航天員支持中心大廳。

在一幀幀閃動的畫面中，他們關注著航天員的一舉一動；在一個個跳躍的數字里，他們觸摸著航天員的一呼一吸；在一個個關切的電話中，他們呵護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，都由該中心環控生保團隊負責。

2022年11月30日，神舟十五號任務乘組順利進駐中國空間站，與神舟十四號任務乘組勝利“會師”。6人同時在軌，創造了中國空間站訪客新紀錄，也對空間站環控生保系統提出了更高要求。

為有效保障航天員生活，環控生保團隊一邊把地球生活環境搬上了太空，一邊把航天員的太空生活搬進空間站地面伴飛艙。

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，環控生保團隊開始了一天的工作——模擬6名航天員在軌活動，對艙內的氧氣、二氧化碳等參數進行實時監測。

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

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

載人航天發展到空間站階段，如何實現大氣和水資源的再生，減少上行補給？這是人類在太空長期生存必須要解決的世界級難題。空間站任務啟動時，再生式環控生保技術被列為空間站重大關鍵技術之一。

從2010年論證設計開始，環控生保團隊組建起一支平均年齡不到28歲的再生生保關鍵技術攻關隊伍。他們以“沖刺的速度進行長跑”，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多項關鍵技術，成功研制出空間站環控生保再生系統。

經過10余年的刻苦攻關，再生生保系統由理論變成工程產品。對環控生保團隊來說，這只是萬里長征的第一步。再生生保系統產品在空間站要運行數千個日日夜夜，環控生保團隊要保持24小時在線，不間斷跟蹤測控，并根據下行參數對系統做出故障判斷和進行健康管理，便于第一時間進行跟蹤服務。

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

“系統的可靠性和產品的一貫表現，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。”在空間站關鍵技術驗證階段，執行神舟十二號任務的航天員湯洪波這樣評價再生生保系統。

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

環控生保室主任才40多歲，頭發已白了一半。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。

環控生保團隊最關注的是空間站的大小便裝置。這個系統一旦出現問題，留給他們處置的時間特別短。

截至目前，再生生保系統已經在軌穩定運行600多天。中國空間站實現了氧氣資源100%再生，尤其是新研制的二氧化碳還原系統在神舟十四號任務中成功應用，提升了空間站水資源閉合度。據悉，中國空間站的物質閉合度和能耗比達到國際領先水平。

再生水，是環控生保團隊通過尿液、汗液等水分提取出來的純凈水。中國載人航天工程總設計師周建平表示：“在再生生保系統中，尿處理技術是最難攻關的。”

如今，航天員在軌飲用水基本都由再生水提供。據航天員透露，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，經過約6小時的出艙活動，神舟十四號任務乘組密切協同，完成全部既定任務，出艙活動取得圓滿成功。

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

初次進行艙外作業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械臂，更是我和戰友第一次出艙活動。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。”

盡管乘組每次執行出艙任務，都會面臨新的挑戰，但他們始終淡定從容。這不僅僅是因為他們在地面經歷了大量出艙活動專項訓練，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計，熟練掌握操作的關鍵點和難點；同時，“曙光”指揮還要全面掌握排除故障的相關預案，迅速指揮航天員進行相應處置。

“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牽頭，航天員系統總設計師黃偉芬擔任組長，匯集了相關系統崗位支持人員。

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

航天員執行出艙任務時，出艙活動支持小組和“曙光”一起，密切關注出艙進展，不斷進行溝通交流，必要時現場給出決策意見。

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，進一步。每一次出艙活動后，出艙活動專班都及時總結，不斷改進活動設計、組織實施的模式。如今，他們已經形成一整套成熟的設計方案。

《出艙活動操作手冊》是航天員出艙活動的整套規范，一共有8冊數百頁。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。最長一次，一名工作人員連續5天沒離開過辦公室。

神舟十二號任務發射前，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。緊急送往醫院后，醫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，得益于航天員支持管理團隊的有力指揮，也得益于“飛天戰袍”——艙外航天服的出色表現。

眾所周知，艙外航天服是航天員能夠順利進行艙外作業的護身鎧甲。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境防護，還可以在密閉環境中給航天員提供環境控制和生命保障。

翟志剛首次執行太空出艙任務時，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完美，達到了人服合一的效果。

執行出艙活動前，艙外服支持崗的工作人員要進行一系列測試，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，工作人員仍然要嚴密觀察艙外服的各項性能指標是否正常。

迄今為止，神舟十二號至神舟十四號3個任務乘組已經執行了7次出艙活動，進行了大量艙外作業。他們先后在節點艙、氣閘艙出艙，驗證了新一代艙外服的功能，驗證了機械臂協同合作能力，并首次在“T”字構型上進行出艙活動，首次搭建起三艙間艙外行走的“天橋”，首次實現跨艙段艙外行走……

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隊無微不至的關愛。

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，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。該團隊20余人在各自崗位上緊張有序地忙碌著。

“進入測控區，進行血液檢查……”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；環控生保崗位人員密切關注各類環控數據；“曙光”醫生崗位人員記錄航天員相關生理數據，評估和判斷他們的健康狀況，指導支持航天員開展常規醫學檢查和定期醫學檢查；失重防護崗位人員根據航天員鍛煉情況，實時評估航天員對抗失重的防護效果；醫學實驗支持崗位人員實時輔助航天員操作實驗和判讀數據……

“給你們準備的節日盲盒找到了嗎？”“最近狀態怎樣，心情還好嗎？”該團隊的牽掛和關心通過無線電波定期抵達蒼穹之上。

“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。神舟十三號任務乘組一早就貼“福”字，寫春聯，掛燈籠，晚上還吃到了香噴噴的餃子。

“團團圓圓合家歡”“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計菜譜，每一道菜的名稱都飽含著祝福和年味。

“設計這些菜譜名，可讓我們想破了腦袋！”航天營養與食品室主任笑稱。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，進行了個性化調制。

航天員在太空過節或者過生日，都會收到中國航天員中心科研人員給他們事先準備好的節日盲盒和生日禮盒。不僅如此，每逢生日或者節日，航天員支持管理團隊都會精心準備，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，不分白天和黑夜，24小時陪護，有問題直接找地面。”神舟十三號任務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。哪天我態度不好的時候，不要往心里去。”

當時，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。

神舟十四號任務乘組返回地球前一天，特意從中國空間站發來溫暖致謝——

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