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神舟十四號航天員乘組在軌工作生活記

2022-12-08

6月5日,長征二號F遙十四運載火箭將神舟十四號航天員乘組順利送入太空。這是中國航天員第九次太空遠征,也是中國空間站建造階段的首次載人飛行。

作為中國空間站建造的關鍵一戰,3名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在軌期間經歷的飛行工況極為復雜。他們要將空間站由單艙組建成三艙三船構型,首次進駐問天和夢天實驗艙,首次利用氣閘艙和小臂進行出艙工作,并開展大小臂的聯合操作,同時還要完成3個實驗艙大量的科學實驗,開展科普和公益活動等。

在這個過程中,他們的各項任務安排得滿滿當當,面對的困難更多、挑戰更大,這也讓他們收獲了“勞模”乘組的稱號。

12月4日晚,他們成功返回東風著陸場,結束了在軌6個月的太空之旅。

熟悉環境,日常維護“太空家園”

6月5日晚,3名航天員依次進入中國空間站天和核心艙,他們將在1個月的時間內快速適應太空失重生活,盡快熟悉環境,對“太空家園”進行日常的維護與維修,并按照飛行手冊和地面指令,有計劃、有步驟地把各項任務完成好,為后續機械臂操作、出艙活動、艙段轉移等工作做好充分準備。

首先是要建立載人環境,將核心艙組合體設置為有人狀態,對通風凈化、再生生保和水循環處理相關設備和產品進行設置。

3名航天員分別進行了水樣、空氣、表面微生物測試,這是因為在“太空家園”里,部分微生物可能對航天員的健康產生影響,甚至會帶有腐蝕性,對各種設備造成污染和破壞。因此需要定期對微生物進行監測,保證航天員在軌生活環境的安全與舒適。

通過核心艙的攝像鏡頭可以看到,航天員們安裝并測試了二氧化碳還原裝置。二氧化碳還原裝置可以實現航天員在軌二氧化碳的還原再生,進一步提高在軌氧氣的物質循環閉合度。

其次要進行物資整理與轉移。在核心艙中,大包小裹的“快遞”堆得滿滿當當,航天員們忙不迭地拆分和使用。他們在本次任務中,正式啟用了物資管理系統,能夠從整體上對整站的物資進行歸類和梳理,提高空間站的管理水平,幫助航天員們騰出更多精力專注于在軌科學實驗等工作。

最后要陸續開展科學實驗、進行艙外航天服巡檢測試等工作。3名航天員每周工作6天,在各種工作、任務多線并行的情況下,定期對航天員進行身體檢查的工作也必不可少。

檢查柜里有十幾件醫療設備,航天員們進行定期體檢,包括超聲檢查和全血細胞計數等。對于他們來說,采血、互做心臟超聲、腹部超聲及超聲功能影像評估等常規的檢查已經是駕輕就熟。

除了基礎的“體檢項目”,醫療救護在軌訓練也必不可少。載人航天活動的一切設計和操作規程都以保證航天員身體健康和生命安全為中心,除了地面訓練以外,航天員們在軌期間也需要保持訓練,以應對各種各樣的突發情況。

配齊“新居”,開展空間科學實驗

7月25日,問天實驗艙與天和核心艙成功對接,航天員們的“太空之家”正式升級擴建。第二天,“神十四”乘組成功開啟實驗艙艙門,正式進入“新居”。

中國載人航天工程空間站系統總設計師、中國工程院院士楊宏介紹,問天實驗艙是航天員主要的生活和工作艙段,配置有3個睡眠區、1個衛生區以及廚房等設施,可與天和核心艙一起支持兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活保障。

“問天實驗艙內的航天員睡眠區比核心艙的更為寬敞,舷窗也進行了改進設計,宜居性進一步提高。”航天科技集團五院總體設計部總體室主任王為介紹,待問天實驗艙各項載人環境設置完畢后,神舟十四號航天員乘組會從“天和”搬到“問天”,搶先在新床鋪體驗一番。

從整體來看,進駐狀態設置持續了約2周時間。在此期間,3名航天員進行載人環境的建立,包括對環控生保系統、衛生區、睡眠區、太空廚房進行設置,同時完成問天實驗艙搭載的科學實驗機柜解鎖、功能檢測、設備安裝、物資整理等工作。

形成兩艙構型后,航天員的工作生活安排也會發生相應的變化。在生活上,他們擁有了更大的活動空間與更多的鍛煉設備;在工作上,增加了問天實驗艙的日常站務管理及艙內科學實驗等任務安排。

在進駐問天實驗艙后,航天員除了對艙內環境定期進行維護外,還持續開展了包括空間材料研究、高等植物培養等空間科學實(試)驗項目。

他們利用科學手套箱、生命生態實驗柜、生物技術實驗柜和變重力實驗柜等設施設備,不斷產出更多科學成果。例如,長勢喜人的擬南芥、水稻和生菜為“太空家園”帶來了勃勃生機。

10月31日,在太空值守了150多天的神舟十四號乘組終于迎來了組成中國空間站“T”字基本構型組合體的最后一個艙段:夢天實驗艙。他們將進一步對“太空家園”進行升級擴建,從最初的一居室變三居室,航天員陳冬不禁感嘆道:“我們的家變寬敞了。”

進入夢天實驗艙后,他們完成了貨包整理、設備安裝等工作,建立載人環境,解鎖各類工作設備,并進行工作區的設備安裝。隨著三艙“T”字基本構型組裝建造完成,空間站組合體實現了控制、能源、信息、環境等功能的并網管理,支持開展更大規模的空間研究實驗和新技術試驗。

“神舟十四號乘組飛行任務期間的一項重要任務,就是要全面完成以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙為基本構型的天宮空間站建造,建成國家太空實驗室。”中國載人航天工程新聞發言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹,問天實驗艙主要面向空間生命科學研究,夢天實驗艙主要面向微重力科學研究。

刷新出艙紀錄,

在空間站架起一座“天橋”

出艙活動是航天員在軌期間的一項重要任務安排。自入駐“太空家園”以來,神舟十四號乘組完成了3次出艙任務。

9月1日,他們首次出艙。這是他們首次從問天實驗艙氣閘艙出艙、由小機械臂輔助實施的出艙活動。

其間,天地間周密協同、艙內外密切配合,先后完成了問天艙擴展泵組安裝、問天艙全景相機抬升、艙外自主應急返回驗證等任務,全過程順利圓滿,檢驗了航天員與小機械臂協同工作的能力,驗證了問天實驗艙氣閘艙和出艙活動相關支持設備的功能性能。

9月17日,他們第二次出艙,兩次出艙間隔僅半個月,毫無疑問,這對航天員和艙外航天服而言,都是新的挑戰和突破。因為出艙活動需要由航天員與地面科研人員緊密協作配合,有些特殊任務還需要調整空間站姿態,并考慮太陽光照、天地通信技術等條件,因此頻繁出艙對航天員和科研人員都是重大考驗。

在航天員出艙過程中,地面的出艙專業支持小組會通過語音隨時指導他們的活動。什么時候運動到什么位置,什么時候開艙門,什么時候出去,怎樣登上機械臂,怎樣取工具,怎樣操作……

出艙活動對航天員體力消耗很大,頻繁出艙更是對航天員的身體素質有著極高的要求,失重環境下控制身體活動不便,航天員雙腳發力困難,主要靠雙手抓物,謹慎移動。因此地面要做好各種各樣可能發生的故障、各種可能發生的意外預案。

3名航天員在緊張忙碌了170多天后,進行了第三次出艙活動。11月17日,他們首先完成了天和核心艙與問天實驗艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢天實驗艙艙間連接裝置安裝,搭建起一座三艙間艙外行走的“天橋”。

航天員蔡旭哲通過“天橋”實現了首次跨艙段艙外行走,完成了問天實驗艙全景相機A抬升和小機械臂助力手柄安裝等任務。

“這是空間站‘T’字構型在軌組裝完成后的首次出艙任務,航天員出艙活動的范圍已經由單艙擴展到三艙。”航天科技集團五院總體設計部空間站系統總體副主任設計師李學東介紹。

“雙舟”伴宮闕,六君會天宮

11月29日晚9點,為了迎接“神十五”乘組,3名航天員正在進行著最后的任務準備,期待著迎接戰友的到來。

地面上,神舟十五號載人飛船已經在發射塔架就位,神舟十五號航天員乘組已蓄勢待發。所有人都期待著他們今晚的相會。

11月30日,在載人飛船與空間站組合體成功實現自主快速交會對接后,神舟十五號航天員乘組從飛船返回艙進入軌道艙。完成各項準備后,期盼已久的神舟十四號航天員乘組順利打開“家門”,神舟十五號航天員乘組費俊龍、鄧清明和張陸“到家”。

“神舟十五號,中國‘太空家園’的大門已經為你們打開。”神舟十四號乘組指令長陳冬打開節點艙艙門后,激動地說。

在節點艙,兩乘組的指令長率先會面,陳冬與費俊龍先是握手,隨后緊緊擁抱,“你們終于來了!”陳冬說。

鄧清明、張陸也陸續走進“家門”,與在問天實驗艙內等待的劉洋、蔡旭哲握手擁抱。

6名中國航天員在問天實驗艙內順利會師,并一起在中國人自己的“太空家園”里留下了一張足以載入史冊的太空合影,合影時他們一同喊道:“中國空間站,永遠值得期待!”

此后,“神十五”和“神十四”兩個乘組在交叉駐留5天,完成了我國載人航天工程歷史上第一次在軌交接。“神十四“乘組指令長陳冬將中國空間站鑰匙鄭重交給了“神十五”乘組指令長費俊龍。

在地面科技人員的配合下,神舟十四號航天員乘組還完成了空間站組合體狀態設置、實驗數據整理下傳、留軌物資清理轉運等撤離前各項工作,與神舟十五號航天員揮手告別。

12月4日,在闊別地球183天后,神舟十四號載人飛船在東風著陸場安全返回,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲健康出艙。

工作休閑兩相宜,每一天都精彩

回顧3名航天員的太空之旅,雖然忙碌,但卻充實。

他們在軌鍛煉、定期體檢,保持良好的身體狀態。除了在軌科學實驗等工作,航天員們每天還要進行鍛煉。空間站內專門配備了太空自行車、拉力帶、握力器、腕力球、太空跑臺等。他們每天至少要保持2小時的在軌有氧運動訓練,以有效維持長期飛行下心血管系統功能的穩定。

他們從天地差異中感知宇宙的奧秘、體驗探索的樂趣。10月12日,“天宮課堂”第三課在中國空間站開講。3名新晉“太空教師”為廣大青少年帶來了一場精彩的太空科普課。他們在軌介紹和展示了中國空間站問天實驗艙工作生活場景,演示微重力環境下毛細效應、水球變“懶”等實驗,并與地面課堂進行互動交流。

他們在“太空之家”收錄了星星的光芒,刻畫了月亮的輪廓。無論上天幾回,欣賞宇宙壯觀神奇的景色都是航天員乘組在軌休閑娛樂時的“必選項”,航天員蔡旭哲就在工作之余,盡情領略太空美景,拍一拍美麗的地球和偉大的祖國、看一看長江和黃河、找一找親愛的家鄉,然后分享給大家。

他們還在太空中賞中秋、迎國慶,領略更多太空美景。9月11日,農歷八月十六陳冬記錄下了空間站看到的月亮。為了讓他們在中國空間站更好地度過中秋,航天員地面支持團隊在幾個月前,就精心準備了中秋食品大禮包。除此之外,航天員也展示了“拿手好菜”,首次享用了自己在太空種植的蔬菜。

總之,太空之旅并非全是工作,航天員們在工作之余也有機會放松一下,開展豐富多樣的休閑娛樂活動。正如他們所言,“每一天都非常精彩,每一刻都值得銘記。”(鄧雨楠)

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