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太空圆梦 英雄归来

2022-06-14本刊综合

发明与创新 2022年20期
关键词:翟志刚乘组返回舱

本刊综合

2021年10月16日,翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员在酒泉卫星发射中心搭乘神舟十三号载人飞船进入天和核心舱,成为入住中国空间站的第二批航天员。2022年4月16日,历经183天,“太空出差三人组”平安归来,创下了中国航天员连续在轨飞行时长新纪录。

神舟十三号载人飞行任务的圆满完成,标志着中国空间站关键技术验证阶段的完美收官,中国空间站将进入建造阶段。

在6个月的“出差”生活中,三位航天员在空间站都做了哪些工作?他们回来前需要做哪些准备?落地后地面工作人员又有哪些暖心安排为其“保驾护航”?

本期,让我们重走神舟十三号飞行乘组的“圆梦之路”,感受“特别能吃苦、特别能战斗、特别能攻关、特别能奉献”的载人航天精神。

在轨期间的任务清单

在轨期间,三位航天员在地面科技人员的支持下,圆满完成了两次出舱活动和两次太空授课,开展了多项科学实验,为后续建造空间站奠定了坚实基础。

两次出舱活动

2021年11月8日1时16分,航天员翟志刚、王亚平圆满完成出舱活动全部既定任务,安全返回天和核心舱。这是我国空间站工程第三次航天员出舱活动,是神舟十三号飞行乘组首次出舱活动,也是中国航天史上首次有女航天员参加的出舱活动。

此次出舱活动期间,通过天地间大力协同、舱内外密切配合,航天员翟志刚、王亚平先后完成了机械臂悬挂装置与转接件安装、舱外典型动作测试等任务,进一步检验了我国新一代舱外航天服的性能、航天员与机械臂协同工作的能力及出舱活动相关支持设备的可靠性与安全性。

图1 在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十三号航天员王亚平(右)结束出舱任务时的画面(图/新华社发 郭中正 摄)

2021年12月27日0时55分,航天员翟志刚、叶光富安全返回天和核心舱,圆满完成神舟十三号第二次出舱任务。此次任务包括全景相机C抬升、舱外作业点脚限位器安装及相关工效验证、携物转移验证等。

两次出舱活动进一步验证了核心舱气闸舱、舱外服、机械臂的性能,考核了出舱活动相关技术、舱内外航天员协同以及天地协同能力,为后续出舱活动积累了经验。

两次太空授课

随着天地通话技术的进步,航天员们得以与地面进行“天地互动”。除了举办元旦“京港澳天宫对话”活动、天宫画展等,神舟十三号飞行乘组在轨期间还针对广大青少年,开展了别具特色的科普教育和文化传播活动。

2021年12月9日,“天宫课堂”第一课正式开讲。这是时隔8年,中国航天员第二次进行太空授课,也是中国空间站太空授课“首秀”。在约60分钟的课堂中,航天员翟志刚、王亚平、叶光富向大家介绍了空间站工作、生活的场景,演示了微重力环境下细胞学实验、人体运动、液体表面张力等神奇现象,并讲解了实验背后的科学原理。

2022年3月23日,“天宫课堂”再次开讲,三位“太空教师”向大家演示了太空“冰雪”、液桥演示、水油分离、太空抛物等实验,并介绍了空间科学设施。

图2 2021年除夕夜,王亚平在太空为大家送上新春祝福(图/新华社发)

多项科学实验

据中国航天员训练中心研究员、载人航天工程航天员系统副总设计师李莹辉介绍,神舟十三号飞行乘组在神舟十二号任务的基础上完成了20多项在轨科学实验。

依托中国空间站,神舟十三号飞行乘组首次建立了空间条件下细胞的长期培养体系和细胞模型。利用这种体系和培养模型,科研工作者完成了几项国际领先的生命科学实验。

例如,将人体尿液中的肾上皮细胞通过基因重编程的方式,转化成具有多种功能的干细胞,再将其分化为心肌细胞,并使蛋白发出荧光。这是人类首次观测到失重条件下的心肌细胞“钙信号闪烁”。

此外,航天员们也完成了世界首次皮肤干细胞失重悬浮培养实验。

图3 2021年12月9日,学生在中国科技馆设立的地面主课堂听课(图/新华社 记者 金立旺 摄)

回家前的准备工作

整理“房间”

刚进空间站时,三位航天员从货运飞船搬下了很多生活用品和实验设备,布置好天上的“房间”。回到地面之前,他们则需要把这些用品和设备重新打包好,防止其到处飘浮,损坏核心舱上的其他设备。另外,他们还要盘点剩余物资,为下一批飞行乘组在轨生活提供帮助。

收拾“行李”

踏上回家旅程前,必不可少的一步就是收拾“行李”。不仅要收拾摸得着的物品,还要“搬运”摸不着的数据。

“出差”半年,三位航天员在空间站内开展了多项实验,所获得的实验数据、记录等有极大的科研价值,需将其从空间站核心舱“搬运”到神舟十三号飞船返回舱,全部带回地面。

清理垃圾

收拾完“行李”后,航天员们还要对舱内环境进行全面清洁和维护,并将垃圾转移至轨道舱,然后让其随轨道舱坠入大气层,燃烧殆尽。

锻炼身体

长期处于太空失重环境中,人的身体会出各种问题。为了缓解这些问题可能造成的伤害,航天员每天都要锻炼身体,并在返回前有针对性地进行强化锻炼,提前做好适应性调整。

知识贴:在轨6个月,航天员的身体会发生哪些变化?

◆立位耐力下降

◆椎间盘受损风险增加

◆体液向上部转移

◆肌肉萎缩及骨质流失

◆昼夜快速变更造成的内分泌失调

熟悉流程

尽管技术成熟可靠,飞船返回舱重返地球的旅途仍然充满挑战。航天员必须熟悉整个返回过程中的操作流程和应急预案,还要认真检查飞船返回舱,确保“座驾”各项系统正常工作。

落地后的暖心安排

2022年4月16日,神舟十三号载人飞船返回舱成功着陆,翟志刚、王亚平、叶光富三位航天员结束为期6个月的太空旅程,顺利返回地球。

“我是神舟十三号,我已安全着陆,返回舱正立,01感觉良好。”“02感觉良好。”“03感觉良好。”落地不久,三位航天员在返回舱内依次向大家报平安。为进一步保障航天员的安全,地面工作人员也有诸多暖心安排。

地面保暖装备

图4 航天员翟志刚顺利出舱(图/新华社 记者 连振 摄)

由于航天员在轨驻留时间较长,落地后无法立即适应地球重力作用,且着陆地点的气温较低,为保障航天员的身体健康,需要设计地面保暖装置。

根据规定,地面保暖装置由睡袋和盖毯组成。为使其适合航天员在扶手椅上自然弯曲的状态,睡袋被特意制成弯曲样式,同时采用适合户外运动的面料,达到防风、保暖的效果。

依据东风着陆场的现场气温,神舟十三号航天员出舱后只使用了睡袋。

医监医救车

图5 航天员王亚平顺利出舱(图/新华社 记者 连振 摄)

图6 航天员叶光富顺利出舱(图/新华社 记者 连振 摄)

据酒泉卫星发射中心医院航天员医疗救护队队长吴冬惠介绍,以前航天员返回后的医监医救工作是在直升机上进行的,空间小、私密性差。现在换成医监医保医疗救护车(简称:医监医救车),不仅空间大,而且是各自独立的,能为航天员提供温暖、舒服的环境。

图7 医监医保医疗救护车(图/《广州日报》)

医监医救车具备两个功能:一是医监医保,保障航天员的生活,如更换衣服、吃饭、上厕所等;一是医疗救护,车上有担架、呼吸器等各种医疗设备,相当于一个移动的医疗监护室。

落地第一餐

为了给三位航天员“接风洗尘”,地面工作人员准备了约20道家常菜作为“接风宴”,并进行了合理的营养搭配与个性化定制,包括面条、馒头、小米粥、醋熘土豆丝、醋熘白菜、葱炒鸡蛋等。

三个阶段的特殊照顾

落地后的航天员还需经历三个阶段的特殊照顾才能回归“正常生活”。

第一阶段是医学隔离期。时间为1个月左右,航天员会与外界隔离,得到充分的休息和膳食营养的补充,心理专家也会对他们进行一系列的理疗保健和身心调养。

第二阶段是医学疗养期。时间差不多也是1个月,航天员住进环境较好的疗养院,在里面继续恢复身体,同时会逐渐增加活动量来适应地球重力环境。

第三阶段是恢复疗养期。恢复疗养期的时间相对较长,一般为3个月左右,航天员的各项生理参数将会恢复到飞行之前的数值。如果3个月之后航天员身体状态良好,就可以开始正常的训练,回到自己的工作岗位上。

圆梦太空,英雄归来。随着神舟十三号飞行乘组的返回,中国空间站将进入建造阶段,“太空之家”也在等待新“住户”的到来,中国人的“天宫”日记将继续更新。

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