即胜体育·(中国)官方网站
揭秘太BOB体育官方网站空“出差”的硬核日常:天地协同“接风”、定制营养食谱……

  BOB体育官方网站2023年5月30日,神舟十五号、神舟十六号乘组会师太空;6月4日,神舟十五号载人飞船返回舱成功着陆。中央企业硬核科技为航天员返程保驾护航,高质量保障在空间站的衣食住行和科学实验。小新带你一起揭秘太空“出差”背后的央企力量——

  6月4日BOB体育官方网站,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社记者 连振 摄

  对于神舟系列飞船而言,返回再入GNC技术直接关系航天员的生命安全。以此次返回任务告捷为标志,我国自神舟十二号载人飞船起全面升级的,以自主快速交会对接、自主自适应预测再入返回制导为特征的GNC系统,完成全面更新换代。

  我国的飞船返回再入GNC技术经历了两代,第一代被称为“标准弹道自适应制导方法”,而神舟十二号到神舟十五号这一批次载人飞船采用的是“自适应预测制导方法”,是第二代返回再入技术。加之我国“星光—卫星星座—捷联惯性组合导航”技术的应用,使神舟十五号载人飞船整个返回过程可以实现高精度自主导航。

  “采用第二代返回技术后的最差返回精度,要比第一代最好的都好!”航天科技集团五院载人飞船系统副总设计师胡军说。如果采用第一代技术,当出现大范围的轨道条件变化时,就需要地面进行人工干预;如果采用第二代技术,GNC系统则可以自主适应,且可以实现一系列“更强”“更优”。

  此外,在主着陆场,中国电科布设便携站、机载站、车载站、固定站等站型及多型号卫通系统,编织致密安全的测控通信网,像“听诊器”“遥控器”“手机”一样,实时测量飞行轨道,监测返回舱供电、温度、气压等参数及航天员各项生理参数,实时传送地面发出的指令,指挥返回舱变轨、调整姿态,实时传输话音、图像数据,让地面可以与航天员实时沟通。

  6月4日,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社记者 连振 摄

  当神舟十五号载人飞船返回舱快要落向地面时,一顶红白相间的大伞如约绽放,守护着返回舱徐徐飘落、稳稳着陆。这顶特大型降落伞是航天员的“生命之伞”,由航天科技集团五院508所研制,伞衣面积达1200平方米,若在地面铺展开来大约可覆盖三个标准篮球场。

  1200平方米的神舟飞船主伞作为国内最大的航天器降落伞,由7000多个零部件组成。整个伞的缝线千米,需要十几位加工人员密切合作加工3至4个月才能完成。仅主份降落伞的加工工序,就有30多道。

  在航天科技集团五院508所降落伞研制中心,工人们拿着卡尺,仔细地测量每块布的大小、每个针脚的间距。每顶大伞都由1920块楔形小布片组成,因为载人航天对精度要求高,不能像别的降落伞在大型机械裁床上加工,只能采用人工剪裁,一层一层地裁。

  从1999年神舟一号成功发射返回,到2003年神舟五号完成我国首次载人飞行,再到如今神舟十五号荣耀归来,降落伞不仅为神舟系列飞船15次绽放,且实现持续创新优化。在神舟十二号到神舟十五号这一批的飞船任务中,回收着陆分系统批次产品研制涉及5大类共12项技术状态更改。

  6月4日,神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。新华社记者 任军川 摄

  当神舟十五号载人飞船返回舱顺利返回地球家园后,如何迅速找到返回舱和航天员成为地面搜救人员最关心的事情。

  航天科技集团五院西安分院研制的返回舱天线网络在飞船着陆后,通过开关选择接通朝向地面上方的天线,确保地面搜救人员可以通过天线网络来找到返回舱。

  天线网络负责为通信信号、测控信号、定位信号、搜救信号建立独立通路,保障其传输的稳定和通畅,搭建神舟飞船返回舱与地面信号传输的重要通道和桥梁,有效确保飞船和航天员安全顺利“回家”。

  中国电科针对搜索回收任务区域范围广、救援难度大等难点,研发回收区北斗态势系统,并不断迭代升级,利用北斗导航系统定位和短报文功能,构建指挥中心、前方指挥、搜索平台三位一体的指挥体系。

  该系统能通过北斗导航卫星对直升机、车辆等搜救载体实时定位,并利用短报文功能实时将位置信息发送给指挥中心。指挥型终端像“智慧大脑”,被部署在指挥中心,能够实时接收、显示机载、车载终端回传的位置信息,使现场指挥人员实时掌控搜救载体的位置和运动态势,及时指挥搜救力量向返回舱落点移动。

  载人航天工程航天员系统副总设计师、中国航天员科研训练中心总体室主任吴大蔚在接受《面对面》专访时表示,保证航天员安全、健康、容光焕发地回到地面,是靠一个体系来保证的,无论是从他们身体的健康、体能,心理状态,还是对于飞行返回整个任务全过程的准备,以及对180天整个过程完整的各种科学试(实)验收官任务良好的总结,都是一个动态的持续的过程,这个过程做好了才能有一个完美的结局。

  180天时间里,航天员完全适应了天上失重的飞行环境,回到地面重力的作用下,肯定会有一个再适应的过程。为了保证很好地回来,返回之前,他们在身体上要做好充分的准备,包括前庭系统这些都要做一系列的准备。

  比如针对他的年龄,针对他日常的体能状态定下来他每天跑步要怎么个跑法,自行车要怎么个蹬法,核心肌肉的锻炼要锻炼到什么程度,做多少下,心率要达到什么水准才可以停止,这是一个完整的小系统。

  针对航天飞行,营养素的标准跟地面是有区别的,不是所有的地面标准都适用于天上。

  比如在天上骨质处于脱钙的状态,钙流失会比地面增加,所以在钙剂的应用上要特别小心,如果大量补钙就会导致结石的形成,但是不补钙又会带来一些新的问题。所以膳食的标准,钙的摄入在什么范围要确定,其他还有类似于铁、钠、维生素,这些水平都会有变化。

  航天员会吃一些膳食营养素片来补充,重点还是靠食品。研发出相应的食品后,首先广泛地在地面人群中去品尝,收集大量的数据,比如好吃还是不好吃。优选完之后,用这些品种去组成一个食谱。但不是每一个单品好吃,组成一个食谱就一定好吃。单品不能能量过高过低,也不可以一顿饥一顿饱,要平衡。

  最近天舟又上天了,现在新鲜的果蔬可以从地上直接带上去。这次会有新鲜果蔬在轨的植物栽培,另外还会做一些太空食品的加工制备。

  吴大蔚认为,做个烧鸡腿是没有问题的,做一些烤面包等主食类的BOB体育官方网站,烤个花生、烤红薯、肉食类的,这些都是能够实现的。随着整个载人航天工程的进步,冷链具备了之后,这些冷冻的原材料上去,天上就可以自动加工制备。“我们会做一个比较好的厨房,让他去制备这些东西,这是我们未来的设想。”吴大蔚说。

  有人计算过,航天员吃六个月航天食品剩下的包装袋,按照每人每餐吃两包食品,就会产生3000多个包装袋。此外,航天员在轨生活产生的废物还有废气、排泄物等,这些废物相对于空间站的特殊环境以及空间大小来说,其体量是巨大的BOB体育官方网站。

  吴大蔚解释道,在这个密闭环境里,每一针每一线,一包垃圾怎么收拾都有文章,不同的垃圾处理方式都可能会不同,电池、刀片、化学品、生物制品和日常的生活垃圾、服装都不一样。

  在空间站,垃圾分类有很多个桶,干的湿的要分开,大小便垃圾和生活垃圾、实验垃圾还有一些废弃物,比如坏了的一些设备组件,都要单独处理,目的就是保证环境安全,不能让微生物到处滋生,影响了整站环境。

  当三位航天员完成六个月的空间站任务之后,会搭载返回舱返回地球,而这些固体垃圾就会跟着返回舱一并返回BOB体育官方网站。它们在返回舱进入大气层之后被抛掉,在大气摩擦燃烧的作用下,最终在大气层里烟消云散。

  在失重状态下生活长达半年之久,航天员的身体机能会发生很多变化,航天员科研训练中心有一个专门的团队,研究失重生理效应的防护。

  在轨时间如果按照180天来算,人的身高包括骨骼都会发生一些变化。吴大蔚介绍道,脊柱在重力的作用下会压缩椎间盘,到天上就会伸长了,腿不会变长,但是所有这些缝会变大了,所以人整个就会长了;回到地面在重力作用下慢慢就会回去了。因此在地面上设计衣服时,这个尺寸就要预留好。科研人员也会把身高的变化骨骼的变化都记录下来,为工程后续精准研制做一些工作辅助BOB体育官方网站。

  女航天员回来后,脸变得圆一些了,看着更丰润了,这种是因为在失重状态液向头部分布,跟倒立的状态是一样,长期这种状态下看着脸就会更丰满一些,但是跟她真正的胖实际上是两个概念,看着变胖了,实际上是血容量比原来少了,需要快速把它补回来。如何才能补回来,这就是医学家们科学家们去研究的一个问题,发现相应的措施来改进人的健康,从长远来看,这对于地面上整个社会大众医疗健康也是有帮助的。

  此外,研究小组发现,航天员回到地面后,味觉和嗅觉都会发生变化。比如说有人感觉食物酸度比以前增加了,原来觉得不酸的现在觉得酸了;有人认为他们的口味比在地面变得更重了,更喜欢口味重的食物。

  研究人员现在也开始用一些新的先进技术做营养代谢相关研究。单纯调整食品的构成,只是表象,实际上类似于生物细胞分子的相应变化,行为学背后隐含的机制,心理的情绪稳定性、决策能力等等,最后总结在不同的飞行时段,人的生物学、生理学、细胞到器官组织层面上的所有变化的原因在哪。

  睡眠方面,吴大蔚表示,从自己亲身做空间站及前面各次任务来看,航天员整体上睡眠还是不错的,他们在天上的睡眠效率比地面还要好一些。因为在飞行之前,航天员是全力以赴在准备。到了天上以后,他们很快就适应环境了,更踏实了,睡眠效率比地面还要高。这确实是航天员心理素质非常好,也确实是证明了载人航天在不断进步,这也是一个非常好、非常有意思的数据。

  航天员在空间站回来以后会跟媒体记者说,特别依赖地面给的所有指令,“曙光”永远在线。

  吴大蔚表示,应该说所有的航天员中心的岗位人员都是“曙光”的一分子,“曙光”只是一个代号,它代表的是一个团队,是一个集体,是航天员中心,是航天员支持中心。

  作为“曙光”,吴大蔚跟航天员说得最多的话,是好好吃饭,好好锻炼——再不想吃也要好好吃,吃好了才能有劲儿好好干活。航天员支持中心面对的是一个生命,而不是一台机器,是要投入大量的感情,把他当成亲人一样,真正用心去做,才能把人的工作做好。

  逢年过节,航天员也会想家,会想娃。不用等到他们去说,保障团队会定期给他安排心理支持,他们可以跟孩子天地视频通话聊天,会给他上行家里孩子的视频,日常生活的记录。

  如今,中国空间站进入应用与发展阶段,将常态化实施乘组轮换和货运补给任务,中国载人航天工程新闻发言人也表示,2030年前实现中国人首次登陆月球的计划,为了满足载人航天工程后续任务需要,中国第四批预备航天员选拔已于2022年全面启动,计划选拔12至14名预备航天员。截至2023年3月已完成初选阶段选拔工作,共有一百多名候选对象进入复选阶段,其中航天驾驶员来自陆海空三军现役飞行员,航天飞行工程师和载荷专家主要来自工业部门和高等院校,有10余名来自香港和澳门地区的候选对象进入复选。

  新一批的航天员在长成,对于吴大蔚而言,每一个任务都是新的吗?她表示,经过这么多年的实践,实际上比较成熟了,知道自己应该往哪个方向更多去努力,但是新一批航天员队伍他们出身背景不同,不同出身所对应的方案是完全不同的。所以在定训练方案时,一定是在大的规则、原则、规范的基础之上,结合任务的要求,结合他自身特点来制定更有效的训练方案,而不是所有人都是一个模子刻出来的。“我们做培养人的工作,就是以人为本,充分发挥人的主观能动性,根据任务的要求,个体的特点具体制定。”吴大蔚说。

  原标题:《揭秘太空“出差”的硬核日常:天地协同“接风”、定制营养食谱……》

  本文为澎湃号作者或机构在澎湃新闻上传并发布,仅代表该作者或机构观点,不代表澎湃新闻的观点或立场,澎湃新闻仅提供信息发布平台。申请澎湃号请用电脑访问。