太空33天干啥？培養(yǎng)植物 首次失重心血管功能研究

新聞提示

又是一個夢想放飛的金秋，又是一個歷史性的時刻。

此刻，神舟十一號載人飛船搭載著2名航天員，奔向茫茫太空中的中國新“家”天宮二號。

這是神舟載人飛船第6次出征，每一次出征都是一次跨越：“神五”1人1天，“神六”2人5天，“神七”3人3天，“神九”3人13天，“神十”3人15天。此次，“神十一”將在太空飛行33天。

全新征程，挑戰(zhàn)前所未有——“時間之長、任務之多，對航天員及其生活保障等，都提出了更高要求。”載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設計師黃偉芬說。

此行前路漫漫，此行任重道遠。讓我們跟隨專家的解讀，感受這趟充滿挑戰(zhàn)的旅程。

失重挑戰(zhàn)——

長期“倒立”的感覺不好受

當你看到航天員飄浮的畫面，一定會認為失重是很美妙的事。其實，當航天員進入失重狀態(tài)，看似輕松的飄浮狀態(tài)，不是人們想象中那般愜意。

太空失重，是航天員在天上工作生活的最大挑戰(zhàn)。在地球，完全的失重狀態(tài)是無法模擬的。即使是世界最先進的失重飛機大動作飛出一個拋物線，最多也只有30秒的失重體驗。在模擬失重訓練水槽中，航天員水下訓練數(shù)小時，依然會感受到重力。“再真實的模擬訓練也不能反映天上的失重狀態(tài)，人們常說的天地之別就是這個意思。”之前有過兩次飛天經(jīng)歷的航天員景海鵬說，一旦真正進入太空，航天員的感覺是全新的。

幾乎每名新航天員都要經(jīng)歷這樣一個場景：飛船進入軌道后，人的體液和血液從下肢向頭部涌，會感到頭部發(fā)脹、眼壓增大。景海鵬描述這種感覺類似地面倒立。“對于航天員來說，必須盡快適應這種狀態(tài)。”

“應對失重首先要培養(yǎng)良好的太空習慣，否則你會像瓷器店里的牛一樣冒失。”這是景海鵬給新航天員陳冬的一條建議。在艙內(nèi)活動，任何接觸造成的反推力都能輕松把人彈開，航天員不僅要學會手腳并用地固定身體，還要養(yǎng)成物品使用后歸位的太空習慣。

心理挑戰(zhàn)——

對航天員心理素質(zhì)要求更高

“神十一”只有2名航天員，任務期卻達到前所未有的33天。“人少了，時間長了，對航天員心理素質(zhì)提出更高要求。”航天員中心航天訓練模擬器研究室主任晁建剛說，長期處在密閉、狹小、隔絕的環(huán)境中，人的心理將產(chǎn)生負面影響，會導致工作效能下降。為此，航天員首次采用周工作制，6天工作1天休息，通過勞逸結(jié)合的方式確保任務順利完成。

長期太空駐留，航天員會產(chǎn)生強烈的孤獨感。一名曾駐留“和平”號空間站的美國航天員回憶說：“一段時間后，我們的談話內(nèi)容變得陳舊，我們發(fā)現(xiàn)對早已說過的話題，沒有什么可以補充。”俄羅斯宇航員波利亞科夫曾創(chuàng)造了人類在空間站駐留時間最長的記錄，雖然有地面專家的心理支持，但他依然“感覺自己快要抑郁”。

為營造更人性化的居住條件，天宮二號艙內(nèi)色彩、光線、降噪等都做了人性化的環(huán)境布置，對地板和天花板的顏色進行了區(qū)別，墻壁采用了柔和的米白色，非常賞心悅目。

新“家”不僅環(huán)境好，娛樂更為豐富。航天員每天可以收看新聞聯(lián)播，還可以欣賞電影和音樂來放松心情。首次飛天的航天員陳冬對這次太空之行早有準備，他打算在太空和景海鵬比試一下，他們將進行什么比賽，讓我們拭目以待吧。

角色挑戰(zhàn)——

航天員上演“百變大咖”

與以往不同的是，這次飛行任務，我國航天員將扮演多種角色，既要擔任“駕駛員”“科學家”，又要充當“醫(yī)生”“工程師”，是名副其實的“百變大咖”。

角色一：駕駛員。駕駛太空飛船與開飛機大不一樣。從神九開始，航天員必須學會手動完成飛船與天宮的交會對接。他們緊盯屏幕，精準駕駛飛船一點點逼近，直到兩個航天器對接成功。

角色二：科學家。天宮二號是最忙碌的空間實驗室，航天員在天上將開展空間材料制備和空間植物培養(yǎng)實驗，航天員變身科學家，角色的轉(zhuǎn)變希望給我們帶來更多驚喜。

角色三：醫(yī)生。航天員將首次在太空對自己進行B超檢測。要知道，專業(yè)醫(yī)生需訓練一年才能臨床操作，而航天員只用幾個月就已熟練掌握。

角色四:工程師。這次任務要驗證在軌維修的可行性，接下來，我們會看到，航天員操縱天宮二號上的機械臂，進行擰螺絲、拆卸設備等維修操作。

“一名航天員擔負多重角色的狀況是暫時的。”黃偉芬說，空間站建成后，載人飛行將實現(xiàn)常態(tài)化，不同類型的航天員會補充進來，專業(yè)分工會越來越細。

協(xié)同挑戰(zhàn)——

緊密配合才能完成任務

仰望星空，組合體只是浩瀚宇宙中的渺小載體。很難想象，如此遙遠的距離，航天員之間、天地之間是如何實現(xiàn)緊密協(xié)同的？

漫長的太空旅行，航天員要保證協(xié)同配合，才能圓滿完成任務。航天員景海鵬透露，任務期間，他們之間分工明確，而且有一整套的協(xié)調(diào)程序，保證他們能夠相互補位、配合緊密。“在天上，我們要百分之百信任對方，但不能百分之百依賴對方，只有發(fā)揮雙方優(yōu)勢，才能確保我們每一個動作，發(fā)送的每一條指令都是準確無誤的。”陳冬如是說。

天地協(xié)同也將迎來挑戰(zhàn)。“在太空，航天器的內(nèi)部運轉(zhuǎn)、航天員工作生活、載荷實驗展開推進，這些都需要飛控中心協(xié)調(diào)。因為樣樣都想占用好資源，所以天地協(xié)同的統(tǒng)籌是很難的。”北京航天飛行控制中心副主任李劍說，“我們做了一個復雜的協(xié)同程序，一旦任務有沖突，會用最優(yōu)策略安排，按優(yōu)先級先后去化解，確保各項任務有序推進。”

生活挑戰(zhàn)——

衣食住行樣樣是技術活

老百姓常說，生活里衣食住行一個都不能少。這次任務，航天員將在太空生活一個月。在失重狀態(tài)下，航天員的衣食住行將面臨哪些挑戰(zhàn)？

衣：在太空，穿衣可比在地面費時費力得多，航天員首先要固定好身體，以免“飄”走。新“家”并不具備洗衣條件，所以每名航天員攜帶了7套航天服，每4天更換一次，這并不好受。為此，在航天服內(nèi)襯方面，科研專家下足了功夫，既能保暖也增加了舒適性；新研制的企鵝服，通過對航天員的肌肉產(chǎn)生力的刺激，從而避免航天員肌肉萎縮。

食：長時間飛行任務，航天員可能面臨胃口不佳。為保證飯菜營養(yǎng)又可口，航天食品營養(yǎng)專家準備了100多種食物，魚香肉絲、宮保雞丁等各種菜式應有盡有，航天員可以盡情享用美味佳肴。吃什么解決了，怎么吃同樣重要。航天食品營養(yǎng)研究專家曹平透露，新“家”首次配備了多功能平臺，這樣航天員如同在地面一樣可以端盤上桌。

?。涸谔站幼〗^對是技術活。睡前，航天員需固定好睡袋，以免睡著后在艙內(nèi)飄蕩。太空晝夜交替比地面快，這可能會導致睡眠紊亂。新“家”專門設置了睡眠區(qū)，躺在睡袋里，航天員可以享受私密空間。清潔衛(wèi)生方面同樣有所改善，航天員可以使用含水量更多的濕巾進行自我清潔，集便袋內(nèi)氣壓低于艙內(nèi)，可以防止氣味擴散。

行：長期駐留國際空間站的航天員，他們的腳底光滑，腳背卻磨出繭子，這是因為他們要經(jīng)常勾著腳限制器進行艙內(nèi)活動。相比天宮一號，新“家”增加了軟扶手，地面也換成了硬質(zhì)地板，這樣既方便航天員艙內(nèi)活動，又有了一種腳踏實地的感覺。

健康挑戰(zhàn)——

面臨多種太空病考驗

太空病是航天員的健康大敵。一名美國航天員從太空返回地面后，在慶功會上曾兩次暈厥摔倒。在特殊的太空環(huán)境下，人的心血管、肌肉、骨骼會發(fā)生變化，甚至病變。

“失重心血管問題是我這次最關心的。”航天醫(yī)學基礎與應用國家重點實驗室副主任曲麗娜說，在太空，血液首先往頭部、上肢轉(zhuǎn)移，航天員會不同程度出現(xiàn)心血管調(diào)節(jié)紊亂、功能失調(diào)的癥狀，而在第30天前后，心血管系統(tǒng)將經(jīng)歷最大反應期，這是航天員要面臨的一道“坎”。

隨著駐留時間的延長，航天員肌肉萎縮程度將更為明顯。期間，航天員可以通過自行車功量計、拉力器等器材加強鍛煉，最新研制的太空跑臺等待航天員的檢測，這些都可以有效對抗肌肉萎縮。

持續(xù)性骨丟失也是長期太空飛行的重要問題。景海鵬說：“在太空，航天員的骨頭會變得越來越脆，發(fā)生骨折的風險更大，僅靠運動鍛煉不足以起到防護作用。”為此，航天醫(yī)學專家研制了骨丟失對抗儀，每天穿戴20分鐘，幫助航天員有效抑制骨丟失。

測通挑戰(zhàn)——

天地實時通信一“線”牽

如果把飛船比作風箏，飛控中心的專家就是手握風箏線的人，而測控通信鏈路就是這根至關重要的“線”。

天地通信是一大考驗。各種數(shù)據(jù)、調(diào)度指令、語音和視頻通話等信息，在萬里之遙的天地間順利傳輸，這是非常復雜的系統(tǒng)工程，任何節(jié)點發(fā)生錯漏，都會導致無法挽回的后果。

“天地通信的傳輸速度已能滿足各種發(fā)送需求，航天員與地面無障礙通信即將成為現(xiàn)實。”李劍說，航天員進入天宮二號后，可以與地面實時通話，還能與家人開展視頻通話。天宮二號還增加了郵件下行功能，方便航天員自由收發(fā)郵件。

另一個考驗是測控。天宮二號軌道高度將達到393公里，與空間站的軌道高度相當。因此，在天宮一號驗證過的定軌數(shù)據(jù)、軌控策略都需要做大規(guī)模調(diào)整。此外，在組合體期間將釋放伴星，屆時將對三個飛行器同時實施測控，這樣高強度的測控還是第一次。

實驗挑戰(zhàn)——

太空之旅變得異常繁忙

從來沒有哪一次載人飛行像這一次，航天員直接參與的實驗如此之多：首次由航天員直接操作的空間材料制備實驗、首次“從種子到種子”的空間植物培養(yǎng)實驗、首次在軌維修實驗、首次失重心血管功能研究、首次太空腦機交互實驗……

大量在軌實驗操作，將使33天的太空之旅變得異常繁忙。“航天員要把各學科專家的想法、目標、理念在太空實踐，再把樣本帶回來，任務非常艱巨。”談及此次任務，景海鵬有壓力但更有信心。

從來沒有哪一次載人飛行像這一次，對航天員知識儲備的要求如此之高。在軌實驗涉及空間技術、空間應用、航天醫(yī)學等眾多學科，學科跨度之大前所未有。黃偉芬說，為了掌握各學科實驗的相關理論和操作技巧，每名航天員累計進行了超過3000小時的學習和訓練。

“天宮二號是我國首個空間實驗室，眾多在軌實驗意義非凡。”黃偉芬說，這次任務就是要充分發(fā)揮空間實驗室的作用，探索前沿理論和技術，考驗航天員在軌實驗能力。（記者王通化鄒維榮張新段江山）