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-世界今頭條

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(相關(guān)資料圖)

這是2023年的第一天——

當新年第一縷陽(yáng)光照射進(jìn)中國空間站，神舟十五號任務(wù)乘組用鏡頭定格了這一壯美畫(huà)面。隨后，航天員費俊龍、鄧清明、張陸開(kāi)啟了環(huán)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(huán)控總體崗值班員，正緊盯大屏幕，判讀數據，確?？臻g站再生系統正常運行。

晚上，3名航天員進(jìn)入夢(mèng)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(huán)境壓力、溫濕度等參數。只要空間站設備不停機，他們就得時(shí)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(wù)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(dòng)的畫(huà)面中，他們關(guān)注著(zhù)航天員的一舉一動(dòng)；在一個(gè)個(gè)跳躍的數字里，他們觸摸著(zhù)航天員的一呼一吸；在一個(gè)個(gè)關(guān)切的電話(huà)中，他們呵護著(zhù)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(huán)控生保團隊負責。

2022年11月30日，神舟十五號任務(wù)乘組順利進(jìn)駐中國空間站，與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會(huì )師”。6人同時(shí)在軌，創(chuàng )造了中國空間站訪(fǎng)客新紀錄，也對空間站環(huán)控生保系統提出了更高要求。

為有效保障航天員生活，環(huán)控生保團隊一邊把地球生活環(huán)境搬上了太空，一邊把航天員的太空生活搬進(jìn)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(huán)控生保團隊開(kāi)始了一天的工作——模擬6名航天員在軌活動(dòng)，對艙內的氧氣、二氧化碳等參數進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。

這套地面模擬系統比在軌系統提前一到兩天啟動(dòng)，目的是預先檢驗環(huán)境控制能力。6名航天員同時(shí)在軌5天后，神舟十四號任務(wù)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(gè)系統狀態(tài)看，長(cháng)期保障6名航天員也是有可能的?！痹撝行沫h(huán)控生保室主任非常自信。

載人航天發(fā)展到空間站階段，如何實(shí)現大氣和水資源的再生，減少上行補給？這是人類(lèi)在太空長(cháng)期生存必須要解決的世界級難題?？臻g站任務(wù)啟動(dòng)時(shí)，再生式環(huán)控生保技術(shù)被列為空間站重大關(guān)鍵技術(shù)之一。

從2010年論證設計開(kāi)始，環(huán)控生保團隊組建起一支平均年齡不到28歲的再生生保關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)隊伍。他們以“沖刺的速度進(jìn)行長(cháng)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(guān)鍵技術(shù)，成功研制出空間站環(huán)控生保再生系統。

經(jīng)過(guò)10余年的刻苦攻關(guān)，再生生保系統由理論變成工程產(chǎn)品。對環(huán)控生保團隊來(lái)說(shuō)，這只是萬(wàn)里長(cháng)征的第一步。再生生保系統產(chǎn)品在空間站要運行數千個(gè)日日夜夜，環(huán)控生保團隊要保持24小時(shí)在線(xiàn)，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(jìn)行健康管理，便于第一時(shí)間進(jìn)行跟蹤服務(wù)。

“我們一直都在，你們放心，有問(wèn)題可以隨時(shí)進(jìn)行天地連線(xiàn)及時(shí)處理?！边@是環(huán)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(chǎn)品的一貫表現，讓我們可以安心地工作和睡覺(jué)。感受不到它們的存在，就是它們最好的狀態(tài)?！痹诳臻g站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段，執行神舟十二號任務(wù)的航天員湯洪波這樣評價(jià)再生生保系統。

讓乘組安心的背后，是環(huán)控生保團隊時(shí)時(shí)懸著(zhù)的一顆心?！爸灰a(chǎn)品在天上運行，我們的心就一直放不下來(lái)。要做到讓航天員百分之百放心，我們就必須做到產(chǎn)品百分之百可靠?！杯h(huán)控生保室主任說(shuō)。

環(huán)控生保室主任才40多歲，頭發(fā)已白了一半。每天晚上睡覺(jué)時(shí)，他都要特意佩戴一個(gè)電話(huà)手表，防止夜里熟睡時(shí)錯過(guò)緊急電話(huà)，也避免電話(huà)鈴聲打擾到家人休息。

環(huán)控生保團隊最關(guān)注的是空間站的大小便裝置。這個(gè)系統一旦出現問(wèn)題，留給他們處置的時(shí)間特別短。

截至目前，再生生保系統已經(jīng)在軌穩定運行600多天。中國空間站實(shí)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(wù)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(zhì)閉合度和能耗比達到國際領(lǐng)先水平。

再生水，是環(huán)控生保團隊通過(guò)尿液、汗液等水分提取出來(lái)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(shù)是最難攻關(guān)的?！?/p>

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(wú)兩樣。

用心鋪就出艙之路

2022年9月2日0時(shí)33分許，經(jīng)過(guò)約6小時(shí)的出艙活動(dòng)，神舟十四號任務(wù)乘組密切協(xié)同，完成全部既定任務(wù)，出艙活動(dòng)取得圓滿(mǎn)成功。

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

初次進(jìn)行艙外作業(yè)的指令長(cháng)陳冬難掩激動(dòng)：“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(dòng)。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?！?/p>

盡管乘組每次執行出艙任務(wù)，都會(huì )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(jīng)歷了大量出艙活動(dòng)專(zhuān)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(zhù)“曙光”指揮必須熟悉出艙活動(dòng)整個(gè)流程和設計，熟練掌握操作的關(guān)鍵點(diǎn)和難點(diǎn)；同時(shí)，“曙光”指揮還要全面掌握排除故障的相關(guān)預案，迅速指揮航天員進(jìn)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(dòng)支持小組。這個(gè)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(cháng)，匯集了相關(guān)系統崗位支持人員。

針對空間站階段出艙活動(dòng)任務(wù)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(jìn)行了多次演練，完成了一整套相關(guān)頂層設計方案作為實(shí)施出艙活動(dòng)的依據。

航天員執行出艙任務(wù)時(shí)，出艙活動(dòng)支持小組和“曙光”一起，密切關(guān)注出艙進(jìn)展，不斷進(jìn)行溝通交流，必要時(shí)現場(chǎng)給出決策意見(jiàn)。

空間站首次出艙活動(dòng)中，由于一米多長(cháng)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?！笆锕狻敝笓]迅速請示出艙活動(dòng)支持小組組長(cháng)黃偉芬，經(jīng)小組成員決策后一致同意這一方案。

事后，劉伯明說(shuō)：“沒(méi)想到，你們這么快就給出意見(jiàn)。這個(gè)模式非常高效！”

打一仗，進(jìn)一步。每一次出艙活動(dòng)后，出艙活動(dòng)專(zhuān)班都及時(shí)總結，不斷改進(jìn)活動(dòng)設計、組織實(shí)施的模式。如今，他們已經(jīng)形成一整套成熟的設計方案。

《出艙活動(dòng)操作手冊》是航天員出艙活動(dòng)的整套規范，一共有8冊數百頁(yè)。該中心總體室人員參與了手冊的大部分編寫(xiě)工作。時(shí)間緊，任務(wù)重，他們沒(méi)日沒(méi)夜泡在辦公室里，實(shí)在太困了，就坐在椅子上睡幾個(gè)小時(shí)，兩三天不回家是常態(tài)。最長(cháng)一次，一名工作人員連續5天沒(méi)離開(kāi)過(guò)辦公室。

神舟十二號任務(wù)發(fā)射前，總體室一名專(zhuān)家參加完出艙演練后，回辦公室時(shí)突然暈倒在地。緊急送往醫院后，醫生診斷他為勞累過(guò)度，建議住院觀(guān)察。

“不行，我今晚手頭有個(gè)文件必須修改出來(lái)。天上的事，等不及！”夜里11點(diǎn)，這名專(zhuān)家輸完液感覺(jué)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(dòng)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(jìn)行艙外作業(yè)的護身鎧甲。艙外航天服更像一個(gè)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(huán)境防護，還可以在密閉環(huán)境中給航天員提供環(huán)境控制和生命保障。

翟志剛首次執行太空出艙任務(wù)時(shí)，穿著(zhù)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(dòng)中，新一代艙外服的能力得以驗證。劉伯明稱(chēng)贊艙外服表現完美，達到了人服合一的效果。

執行出艙活動(dòng)前，艙外服支持崗的工作人員要進(jìn)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(diǎn)項目，因為它直接影響到任務(wù)成敗甚至航天員的生命安全。出艙活動(dòng)中，工作人員仍然要嚴密觀(guān)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(gè)任務(wù)乘組已經(jīng)執行了7次出艙活動(dòng)，進(jìn)行了大量艙外作業(yè)。他們先后在節點(diǎn)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(xié)同合作能力，并首次在“T”字構型上進(jìn)行出艙活動(dòng)，首次搭建起三艙間艙外行走的“天橋”，首次實(shí)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(zhù)航天員支持管理團隊無(wú)微不至的關(guān)愛(ài)。

他們每天的工作如何安排？吃得好不好？身體有沒(méi)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(zhù)空間站各攝像頭下的實(shí)時(shí)畫(huà)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(zhù)。

“進(jìn)入測控區，進(jìn)行血液檢查……”飛行事件管理崗位人員實(shí)時(shí)觀(guān)察并記錄航天員一天的各項動(dòng)作；環(huán)控生保崗位人員密切關(guān)注各類(lèi)環(huán)控數據；“曙光”醫生崗位人員記錄航天員相關(guān)生理數據，評估和判斷他們的健康狀況，指導支持航天員開(kāi)展常規醫學(xué)檢查和定期醫學(xué)檢查；失重防護崗位人員根據航天員鍛煉情況，實(shí)時(shí)評估航天員對抗失重的防護效果；醫學(xué)實(shí)驗支持崗位人員實(shí)時(shí)輔助航天員操作實(shí)驗和判讀數據……

“給你們準備的節日盲盒找到了嗎？”“最近狀態(tài)怎樣，心情還好嗎？”該團隊的牽掛和關(guān)心通過(guò)無(wú)線(xiàn)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(huà)響起，無(wú)論何時(shí)，地面崗位人員都會(huì )“秒接”。

2022年除夕，中國人首次在太空過(guò)大年。神舟十三號任務(wù)乘組一早就貼“?！弊?，寫(xiě)春聯(lián)，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(chēng)都飽含著(zhù)祝福和年味。

“設計這些菜譜名，可讓我們想破了腦袋！”航天營(yíng)養與食品室主任笑稱(chēng)。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(jìn)行了個(gè)性化調制。

航天員在太空過(guò)節或者過(guò)生日，都會(huì )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(huì )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(zhù)朝霞上崗，給航天員送去第一聲早安，陪他們度過(guò)充實(shí)的一天；每天晚上，他們給航天員道完晚安，看著(zhù)他們安心睡去，再頂著(zhù)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(shí)陪護，有問(wèn)題直接找地面?！鄙裰凼柸蝿?wù)乘組指令長(cháng)翟志剛返回地球后深情地說(shuō)，“飛行之前，我主動(dòng)找地面支持人員溝通說(shuō)，我不能保證這180多天都有一個(gè)好心情、好狀態(tài)。哪天我態(tài)度不好的時(shí)候，不要往心里去?！?/p>

當時(shí)，地面工作人員一再表示：“你們想怎么說(shuō)就怎么說(shuō)。我們會(huì )拿出百倍耐心對待乘組?！?/p>

“他們是這么說(shuō)的，也是這么做的，而且做得非常好?！钡灾緞倿榈孛嬷С秩藛T真誠點(diǎn)贊。

神舟十四號任務(wù)乘組返回地球前一天，特意從中國空間站發(fā)來(lái)溫暖致謝——

“183個(gè)日夜不辭辛勞的守護，4000多個(gè)小時(shí)及時(shí)專(zhuān)業(yè)的支持，20多萬(wàn)分鐘時(shí)刻不停的牽掛，你們用專(zhuān)業(yè)、奉獻為我們保駕護航！”指令長(cháng)陳冬向地面支持人員致敬。

“忘不了，每次詢(xún)問(wèn)時(shí)，你們及時(shí)有效的回應；忘不了，每分每秒你們專(zhuān)注指標的關(guān)心；更忘不了，每次重大任務(wù)前你們貼心的提醒。任務(wù)的成功，離不開(kāi)你們全心全意的支持！”航天員劉洋充滿(mǎn)深情地回憶起地面團隊對他們無(wú)微不至的關(guān)心和支持。

“擬流程、定預案、細操作、勤協(xié)同，我們配合得天衣無(wú)縫、親密無(wú)間。天地間永不斷線(xiàn)的電波，見(jiàn)證了我們共同的努力！”航天員蔡旭哲真誠地說(shuō)。

“我們是一家人?！闭珀惗谝曨l里所說(shuō)，中國航天員中心是培養航天員的搖籃，也是保障航天員飛行的大后方。精湛指揮、精準研判、精心支持、精細保障，是該中心保障在軌任務(wù)的工作宗旨。

自空間站任務(wù)開(kāi)啟以來(lái)，該中心航天員支持管理團隊已經(jīng)駐守600余天，迎來(lái)送往一批批飛天乘組。如今，他們繼續守護著(zhù)神舟十五號任務(wù)乘組在軌的每一天。

圖①：2022年11月30日，神舟十五號任務(wù)乘組與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會(huì )師”太空，留下歷史性合影。圖片由乘組提供

圖②：2021年4月29日，再生生保系統首次在中國空間站運行，航天員中心相關(guān)專(zhuān)家正在嚴密監控并進(jìn)行交流討論。孫 偉攝

圖③：2022年6月5日晚，神舟十四號任務(wù)乘組進(jìn)駐中國空間站，航天員中心航天員支持管理團隊人員鼓掌。孫 偉攝

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關(guān)鍵詞： 中國空間站 工作人員