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揭秘“天宮一號”:航天員太空中的衣食住行

時間:2011-10-2 17:46:39 點擊:

北京時間2011年9月29日晚21時16分,中國在酒泉衛星發射中心載人航天發射場,用“長征二號F”T1運載火箭,將中國全新研制的首個目標飛行器“天宮一號”發射升空。中新社記者孫自法攝

中新社酒泉9月29日電題:揭秘“天宮一號”如何為航天員打造太空新“家”

作者孫海榮、孫自法

隨著全新研制的載人飛行器“天宮一號”目標飛行器成功飛向茫茫天宮,中國航天員將擁有一個太空新“家”。這個新“家”在太空運行兩年,隨時迎接中國航天員駕乘神舟飛船入住。太空新“家”裝修得怎么樣?有哪些“家具”?航天員工作、生活設施如何?中國航天員科研訓練中心有關專家對此予以詳細揭秘——

太空鍛煉器材

航天員將來要在“天宮一號”中連續駐留時間明顯延長,飛行時間比以往神舟任務大大延長。長時間失重環境下的飛行會造成肌肉萎縮、骨丟失等癥狀,需要航天員通過太空鍛煉進行健康維護。“天宮一號”首次帶上了太空鍛煉器材,如特殊自行車用于鍛煉下肢肌肉鍛煉;拉力器用于鍛煉肩部和背部肌肉;下體負壓筒對航天員下半身施加負壓,促使血液向下半身流動,改變失重環境中血液朝頭部轉移的情況。這些也是目前國際空間站通用的失重防護鍛煉器材。

空間醫學實驗設備

為了探索航天員長期駐留太空的醫學變化規律和防護措施,“天宮一號”裝載了很多空間醫學實驗設備。質量測量儀能在失重條件下“稱量”人體質量,反映航天員飛行期間體重的變化。骨丟失對抗儀通過對航天員施加外力刺激,研究如何對抗太空飛行造成的骨丟失。還有一些裝置用于研究失重環境下細胞變化規律、人的心理變化規律、以及艙內氣體采樣分析等。這些研究設備針對太空特殊環境專門研制,涉及航天醫學、生物、物理、電子技術、工程等多學科。相比神舟系列任務,“天宮”的實驗設備和項目大大增加,航天員工作量也相應加大。

人造“地球”環境

人類想在太空長期逗留,必須設法制造適宜人類生存的小環境。除了維持合適的溫度、濕度、壓力、氧氣等常規環境外,“天宮”還對控制微生物和微量有害氣體配備了專門的“武器”。人體是微生物的產生源,代謝的皮屑在空氣中以浮塵存在,微生物控制裝置能在短時間高效過濾凈化。艙內設備和非金屬材料會釋放微量有害氣體,進人前會在艙內捂上好幾個月,對航天員健康不利。有害氣體凈化裝置能強力去除幾十種有害氣體,在航天員進入“天宮”前提前開啟運行。此外,航天員呼吸、排汗產生的水汽也有冷凝水收集裝置定時自動收集。

廢物循環利用的再生設備

神舟飛船過去攜帶的都是消耗性資源,航天員衣食住行所需的物資都從地面攜帶,而“天宮”首次對再生技術進行驗證,攜帶了廢物回收利用的設備。電解制氧裝置是將純水制成氧氣,動態水氣分離裝置是用航天員的尿液進行水氣分離。未來空間站上尿變水、氧氣再生等技術,都與此息息相關。這些技術走向成熟后,將大大減少地面補給,實現尿液、體液和有害氣體等資源的回收利用。

男女航天員衣物

藍色的航天員睡袋外部繡有祥云圖案。相比神七的睡袋,它的重量明顯減輕,材料也是優中選優,具有抗阻燃、防靜電、重量輕、松緊可調等特點。“天宮”還為航天員準備了保暖內衣、保暖褲、運動襪、運動服、短褲等。這些衣服的設計比較特別,主要是考慮太空工作實驗的特殊需求,比如,有的衣服裝有電纜口,有的口袋用于放置輻射測量儀等。由于“天宮”長期是無人低壓運行,會造成衣服材料加速老化,研究人員在地面作了大量的低壓存儲試驗,用專業設備拉扯衣物,確保拉伸強度和撕裂強度合格。

航天食品

部分航天食品已經隨“天宮一號”進入太空,包括蔬菜、肉類、水果和復水湯等,但這些都不能吃,還只是實驗品。真正能吃的航天食品要等航天員隨飛船帶上天。實驗用的這些航天食品,將來要跟隨對接的載人飛船返回地面。研究人員要觀察它們在天上長期運行后會發生哪些變化。食品包里既有成品的菜肴,也有析出的蛋白、脂肪、淀粉等成分。據航天食品專家陳斌介紹,太空輻射、艙內溫度變化等因素都可能對食品構成影響。他們在地面存儲了同批次的航天食品,用于對比研究。將來跟人打上去的航天食品,種類會非常豐富,也更加符合航天員口味。

醫學健康監督設備

航天員在天上的呼吸、心率、血壓、體溫等指標,牽動著地面飛控人員的神經。“天宮一號”攜帶了更新穎、更豐富的醫監設備,采集航天員生理數據,為航天員醫學健康維護提供技術支持。比如,航天員隨身攜帶的心電裝置,能24小時連續記錄心電數據,而且不受測控弧段的限制。航天員蹬自行車鍛煉時,面部會戴上一種特殊面罩,采集記錄呼出吸入的氣體流量、氧濃度等,下傳到地面進行分析。測血壓的設備和地面袖帶式不同,在胸部連上心電電極,在手指戴上血氧、脈搏波傳感器,對心電信號和脈搏波信號進行分析處理,計算出心率、血壓、血氧飽和度等生理參數。

滅火裝置

“天宮一號”和飛船都配備了滅火裝置。如果火情小,就用滅火濕巾,手套狀的,可以隨處抓握火苗。它不僅耐高溫,而且絕緣性能好,因為天上火災大多是電纜引起。滅火器只在火情較大情況下使用,航天員戴上防毒面具,按下滅火器上的按鈕,噴射出的滅火劑會把著火點和四周氧氣隔離。由于滅火劑有毒性,一旦使用了滅火器,密閉艙里的空氣就受到了污染,航天員不再適宜待在艙里,要么更換艙內新鮮空氣,要么返回地球。(完)

作者:佚名 來源:不詳
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