更宜居的“天宫二号”

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  “人类已经到过了太空,但不满足于来去匆匆,而希望在太空中长期停留。这个长留太空的‘小房子’就是空间站。”上海市宇航学会资深科普专家李必光先生说。中国空间站一旦成功,将打破目前人类只有一个国际空间站的局面,甚至在现有国际空间站不再使用后的相当长时间内,中国空间站将成为唯一的选择。
  


  为中国“太空之家”奠基
  当“圣玛利亚”号、“平塔”号、“尼雅”号组成的哥伦布船队从西班牙的巴罗斯港出发的时候,谁也不会想到,未来的北美将诞生地球上最繁华的都市,纽约的房价将远超马德里。
  19世纪中叶,日后颇为知名的《大西洋月刊》已经在波士顿诞生了。1869年的时候,该刊曾经刊登了一篇署名阿尔弗雷德·黑尔(Everett Hale)的文章,提及未来人类将拥有“用砖搭建的月球”。这被后世堪称是有关空间站的最初设想。当时光进入20世纪,苏联科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和德国火箭之父赫尔曼·奥伯特,则更深一步地对空间站提出了设想。
  20世纪70年代,苏联和美国的空间站相继升空,至1986年,苏联发射了“和平号”空间站。尽管随后不久苏联解体,但“和平号”空间站非但没有解体,还成为了国际空间站。这一产权归属于俄罗斯的国际空间站,如今已相继接纳过俄罗斯、美国、英国、法国、德国、日本、叙利亚、保加利亚、阿富汗、奥地利、加拿大、斯洛伐克等12国135位宇航员在此工作。
  现在停留在太空的国际空间站,于1998年11月首次发射,2011年2月全部建成,由美俄等16个国家共同管理使用。计划使用到2024年。
  如今“天宫二号”的发射,预示着中国载人航天第三步,已经迈出——作为中国空间站计划的重要一步,“天宫二号”将完成再生式循环系统、有效载荷和应用系统的实验等科研项目,随后迎来“神舟十一号”飞船,为在茫茫太空搭建属于我们中国的“太空之家”奠定坚实基础。
  在太空运行的“天宫二号”,能否像哥伦布船队那样,为人类最终开拓新的空间做出贡献?甚至可以说——它会影响我们地球上的房价走势吗?某种程度上,还真有可能。
  家,甜蜜的家
  “天宫二号”发射的时候,于2011年发射的“天宫一号”仍然在轨。尽管“天宫一号”于今年3月16日全面完成历史使命——正式终止数据服务,然而整体结构保持完整的“天宫一号”仍在距离地球370公里的轨道上运行着。如今,“天宫一号”正以每天100米的速度衰减,预计2017年下半年陨毁。
  比较“天宫一号”与“天宫二号”,会发现两者外形、尺寸基本类似,舱体高度同为10.4米,最大直径同为3.35米,舱体重量同为8600公斤。但内部来说,“天宫二号”更像个甜蜜的家。
  “天宫一号”是目标飞行器,“天宫二号”是空间实验室。中国空间技术研究院“天宫二号”总设计师朱枞鹏介绍说:“空间实验室相当于太空中的实验平台,我们研制的天宫二号就是这样一个平台,它是真正意义的空间实验室。”
  “天宫一号”实现了与“神舟九号”飞船交会对接,航天员在其间进行科学实验,“天宫一号”验证了在轨中长期飞行的生命保障技术,更验证了近地轨道空间环境对载人航天器的影响。
  在“天宫一号”的基础上,“天宫二号”不仅将进一步考核交会对接技术,完成升级版的科学技术实验,更将突破和掌握推进剂在轨补充技术,以及在轨维修技术试验,突破中期驻留技术。
  相比“天宫一号”,“天宫二号”显然更加宜居。比如首次搭建了液体回路验证系统;首次打在了机械臂操作终端试验器,可以实现人机协同在轨维修;首次将系统设计为模块化,可快速更换和在轨维修。
  如果说“天宫一号”是一间装修普通的房子,那么“天宫二号”则足以堪称精装修。“天宫二号”的空间尺寸约为15立方米,乍听起来很小,但是在没有重力束缚的作用下,航天员可以在空间里的任意地方走动,多出了上下两维的活动空间。“天宫二号”的墙壁和各种设施都采用了更为明亮和丰富的色彩,墙壁是米白色的,扶手是蓝色的,手脚限位器是绿色的。为了让“天宫二号”有家的舒适感,室内采用了硬质材料,相当于铺了层地板。这样即使航天员始终处于失重漂浮状态,在与内壁接触行走时仍有地面的触感。“天宫二号”的手脚限位器附加了调节大小的功能,可以适应不同航天员的手形,做到了真正的以人为本。此外,“天宫二号”加强了隔音降噪处理,即使在风扇电机处噪音也低于60分贝,很大程度上保证了航天员的正常生活需求。
  最体现“天宫二号”似甜蜜的家的地方,是独立的卫浴空间。航天员如厕时会使用特制的马桶,这是一种连接在厕所底部的大型试管容器,使用时需打开抽风机对排泄物进行收集。小便经过水循环处理后成为纯净水,大便则通过机器密封后放入垃圾桶内。
  如今地球上,人们的食品,从婴儿果汁泥,到成年人服用的营养胶囊等,无不是从早期的太空特殊需求中脱胎而来。即将上天的中国航天员,将在“天宫二号”里生活30天,他们所享用的太空食品比过去有了很大的改变。米面、蛋奶、肉类、果蔬,不仅营养保障充分,“太空私房菜”还包括了鱼香肉丝、土豆牛肉等等。为了让航天员们吃上热腾腾的饭菜,“神舟十一号”飞船在轨道舱内安放了微波炉,航天员可以在轨道舱加热食物,然后回到较为宽敞的“天宫二号”里就餐。
  为了防止睡眠中身体四处漂浮这样如同“梦游”的现象发生,“天宫二号”为每一位航天员都配备了独立的睡眠区和睡袋以固定自己的身体。航天员的洗漱活动也在睡眠区完成,在太空中无法用水洗澡,航天员就用消毒的毛巾擦拭身体,用免洗洗发液擦拭头发,洗漱时用帘子隔开,也保障了宇航员的个人隐私。
  长期密闭和失重的环境可能会对航天员的身心造成不良影响,例如出现肌肉萎缩、骨质疏松、精神紧张焦虑等情况。为了保证航天员的身心健康,“天宫二号”还设置了一系列的的运动和娱乐设施。例如设计者专门安装了一台太空自行车,通过每天练习踩踏自行车让航天员保证一定的运动量。同时为了验证空间实验室长期有人在轨训练的需要,还设置了一个验证性的跑台,可以像在地面上的跑步机上进行锻炼。
  运动结束后,如果航天员想读本书或是看部电影,天宫二号照样可以满足这一需求。天宫和地面指挥中心建立了一个文件传输系统,可以实现双方的信息传输,航天员只需发送信息选择资料内容,待地面传输完毕后就可以在自己的笔记本电脑上观阅了。
  人类空间站历史
  1971年4月,苏联第一代空间站礼炮1号进入轨道;
  1977年9月,苏联第二代空间站礼炮6号进入轨道;
  1986年2月,蘇联第三代空间站和平号上天,直至2001年3月完成使命坠入大气层。其间共绕地球飞行8万多圈,与31艘载人飞船和62艘货运飞船实现对接。先后接待了12个国家的135名航天员,进行了1.65万次科学实验,创造了男女航天员在太空驻留时间最长的纪录。
  现在停留在太空的是国际空间站,于1998年11月首次发射,2011年2月全部建成,由美俄等16个国家共同管理使用。计划使用到2024年。
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