神舟十一號(hào)宇航員資料圖。
文字采寫:余建斌、馮華
航天員系統(tǒng)負(fù)責(zé)人解密
太空生活這個(gè)樣
在太空怎么作息
主要采用周工作制和天地同步作息制度
首次30天駐留飛行任務(wù),對(duì)航天員身心素質(zhì)、工作能力提出了更高的要求,也給航天員健康保障、生活保障帶來(lái)了更大挑戰(zhàn)。載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃偉芬說(shuō),越到后面,出情況的可能性越大。這對(duì)于航天員和地面支持團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)急處置能力是一個(gè)大的挑戰(zhàn)。
載人航天工程辦公室副主任武平說(shuō),隨著空間飛行時(shí)間的增加,太空失重環(huán)境對(duì)人體帶來(lái)的不利影響會(huì)越來(lái)越大,特別是心血管系統(tǒng)功能減退的問(wèn)題會(huì)變得更加突出,還將出現(xiàn)一定程度的肌肉萎縮和骨丟失問(wèn)題。此外,航天員返回地面時(shí)的重力再適應(yīng)反應(yīng)癥狀會(huì)較為明顯,再適應(yīng)時(shí)間也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。這對(duì)保障航天員身心健康提出新的挑戰(zhàn)。
太空生活保障是重中之重。作息制度安排的合理性、食譜食品的感官接受性、衛(wèi)生清潔尤其是運(yùn)動(dòng)后的清潔問(wèn)題等,都需要加強(qiáng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
生活作息方面也有很大不同。以往十幾天甚至幾天的飛行,時(shí)間十分寶貴,航天員在太空的任務(wù)很多,作息往往按小時(shí)甚至分鐘來(lái)設(shè)計(jì)。但這次屬于中期飛行,要向空間站任務(wù)的長(zhǎng)期飛行過(guò)渡,航天員系統(tǒng)為航天員設(shè)計(jì)了日計(jì)劃和周計(jì)劃相結(jié)合的方式,主要采用周工作制和天地同步作息制度的模式,給航天員更大的自主安排和調(diào)整的權(quán)利。
黃偉芬介紹,組合體內(nèi)30天生活按照“6+1”模式,6天工作,1天休整。但頭尾會(huì)根據(jù)進(jìn)駐天宮的情況適當(dāng)調(diào)整。比如剛進(jìn)駐天宮時(shí),就像進(jìn)入新家一樣,首先要收拾整理,安放物品。返回地球前,航天員也要整理收拾需要帶回來(lái)的物品,打掃天宮。
從“神九”“神十”任務(wù),航天員就開(kāi)始實(shí)行天地同步作息制度,按照地球上的時(shí)間早起工作,晚上睡覺(jué)。“神十一”的任務(wù),航天員自主調(diào)整的權(quán)利更大。對(duì)地面支持團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō),盡管不像早期飛行時(shí)需要全天24小時(shí)值班,但工作量并不能簡(jiǎn)單地用更輕松來(lái)評(píng)價(jià)。為了給將來(lái)的空間站飛行積累經(jīng)驗(yàn),這次地面團(tuán)隊(duì)將對(duì)航天員在軌生活進(jìn)行大量的統(tǒng)計(jì)、觀察、記錄并用于評(píng)估。
在太空如何保障健康
建立起天地遠(yuǎn)程醫(yī)療支持系統(tǒng)和心理舒緩系統(tǒng)
失重是航天員遭遇到的最大考驗(yàn)。中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天環(huán)境醫(yī)學(xué)研究室主任何新星說(shuō),在空間軌道的失重環(huán)境,血液往頭部、上肢轉(zhuǎn)移,人體體液的調(diào)節(jié)會(huì)發(fā)生變化。緊接著是心血管可能會(huì)出問(wèn)題。在太空,航天員行走不是靠雙腳,而是用胳膊用力飄浮過(guò)去。這會(huì)導(dǎo)致肌肉的萎縮,也會(huì)造成骨質(zhì)疏松。
在飛行過(guò)程中,地面支持團(tuán)隊(duì)將綜合利用醫(yī)學(xué)詢問(wèn)、基本生理指標(biāo)檢查、尿常規(guī)檢測(cè)等手段,定期實(shí)施健康狀態(tài)評(píng)估;注重加強(qiáng)艙內(nèi)微生物控制,并配置了預(yù)防治療藥品和有關(guān)醫(yī)療器械。此外,本次任務(wù)首次建立起天地遠(yuǎn)程醫(yī)療支持系統(tǒng),通過(guò)天地協(xié)同會(huì)診,解決航天員在軌“看病”問(wèn)題。
同時(shí),專門為航天員打造了一個(gè)“太空健身房”,配備了防護(hù)裝備和鍛煉設(shè)備,盡可能降低失重帶來(lái)的不利影響。比如使用套帶,防護(hù)飛行初期出現(xiàn)的頭脹、鼻塞等不適反應(yīng);通過(guò)使用拉力器和自行車功量計(jì)鍛煉、穿著企鵝服工作,對(duì)心肺功能下降、肌肉萎縮和骨質(zhì)丟失等情況進(jìn)行綜合防護(hù)。
所謂“企鵝服”其實(shí)也是一種鍛煉工具。在太空失重狀態(tài)下,人的肌肉會(huì)失去重力的刺激,發(fā)生萎縮。穿上“企鵝服”,可以給人一個(gè)對(duì)抗的力,維持對(duì)肌肉力量的持續(xù)刺激,防止失重引起肌肉松弛和骨質(zhì)丟失。拉力器增加了下肢和腰背肌群的鍛煉。航天員系統(tǒng)專家說(shuō),一般來(lái)說(shuō),航天員在太空每天會(huì)花一個(gè)小時(shí)進(jìn)行鍛煉。
地面支持團(tuán)隊(duì)也會(huì)在飛行中觀察和評(píng)估兩名航天員的心理狀態(tài),并提供心理支持。尤其是中后期,對(duì)航天員的情緒、疲勞程度、人機(jī)互動(dòng)、天地互動(dòng)和兩人彼此的互動(dòng),都會(huì)重點(diǎn)觀察和記錄。
黃偉芬說(shuō),這次飛行任務(wù)中,地面團(tuán)隊(duì)為航天員提供了一個(gè)基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的心理舒緩系統(tǒng),通過(guò)這個(gè)系統(tǒng),航天員可以看到家人、家里場(chǎng)景、熟悉的環(huán)境等。改進(jìn)了天地信息交流系統(tǒng),航天員可以隨時(shí)和地面溝通信息、傳遞郵件,與親朋好友進(jìn)行音視頻交流。
航天員自己也隨帶了感興趣的歌曲、視頻等,包括家人的照片。一天忙碌之后,在晚上自主支配的大約1小時(shí)休閑時(shí)間里,可以拿出來(lái)聽(tīng)或者看看。這也是一種心理上的放松。
在太空吃什么食物
六大類100多種食品,食譜5天一個(gè)周期
太空飛行的營(yíng)養(yǎng)保障,首先是能量的供給,和地球一樣,還是早中晚一日三餐,合理配置能量和營(yíng)養(yǎng)。同時(shí)根據(jù)飛行時(shí)段的不同和航天員的任務(wù)情況,合理安排食譜。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天營(yíng)養(yǎng)與食品研究室副主任曹平介紹,“神十一”航天員的食譜是5天一個(gè)周期。飛行后期,會(huì)適當(dāng)安排低膳食纖維的食譜,增加復(fù)合營(yíng)養(yǎng)素的補(bǔ)充。地面人員記錄航天員的進(jìn)食情況,定期評(píng)估,必要時(shí)也會(huì)提醒該吃什么、吃多少。
準(zhǔn)備的食品比以前的太空任務(wù)更加豐富,更符合航天員的飲食需求。譬如在自主飛行段也就是飛船單獨(dú)飛行時(shí),航天員會(huì)喝一些粥,吃一些清淡的食品,到了天宮二號(hào)和神舟飛船組合體階段,航天員開(kāi)始“正?！鄙铍A段,一日三餐就變得豐富些。根據(jù)飛行中的營(yíng)養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn),組合體階段每名航天員每天需要的熱量“折合”成食物的分量,相當(dāng)于一到兩公斤。攝入熱量的高低也不是隨便定的,通常根據(jù)航天員在軌的工作負(fù)荷來(lái)確定。
地面科研團(tuán)隊(duì)給航天員配置了主食、副食共六大類100多種食品,能吃到醬牛肉、魚香肉絲等家常菜,以及類似甜點(diǎn)的烘焙食品?？紤]到中期飛行中航天員的身體狀況變化,有一部分食品還有食療作用。為了使航天食品在太空中既能夠安全存放,又能保持美味,科研人員需要運(yùn)用食品工程的工藝技術(shù),更好地保存和包裝食品。航天員可以用艙內(nèi)配置的專用食品加熱器來(lái)加熱。
曹平說(shuō),由于航天食品算是一種工程產(chǎn)品,自然不會(huì)像日常餐館里做出來(lái)的那樣。首先要滿足安全,能夠提供充足能量和營(yíng)養(yǎng)素,同時(shí)也盡可能符合航天員的飲食習(xí)慣,做到美味可口。比如好多食物不是新鮮的而是脫干的。這次在太空中航天員也能吃到冰淇淋,但和地面帶水分的冰淇淋不同,他們吃到的是凍干冰激凌,就像平時(shí)看到的白色泡沫一樣,比較干硬。但吃到嘴里,口感不錯(cuò),它的能量也達(dá)到了航天員對(duì)食品的要求。
在太空穿什么衣服
艙內(nèi)壓力服、工作服、企鵝服等配套使用
航天服分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服,前者一般指乳白色的艙內(nèi)壓力服,是保護(hù)航天員在太空中遇到壓力變化甚至真空狀態(tài)時(shí)的裝備,后者相當(dāng)于一個(gè)迷你型的飛行器,讓航天員能在太空裸露環(huán)境中漫步或維修航天器。天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)任務(wù)期間,航天員沒(méi)有出艙的任務(wù),因此不需要帶上艙外航天服。航天員在艙內(nèi)穿的衣服則有好幾種。
這次航天員駕駛神舟十一號(hào)飛船和天宮二號(hào)對(duì)接后,從飛船進(jìn)天宮前就要換上艙內(nèi)壓力服,以免發(fā)生危險(xiǎn)。在組合體內(nèi)正常生活時(shí),他們就脫下艙內(nèi)壓力服,換上藍(lán)色的艙內(nèi)工作服,按計(jì)劃進(jìn)行各項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作和安排各種活動(dòng)。目前航天員在空間軌道中穿的衣服種類更多,穿著更加休閑舒適。運(yùn)動(dòng)服則是在組合體里進(jìn)行鍛煉時(shí)穿的衣服。航天員穿的內(nèi)衣和艙內(nèi)壓力服、工作服、企鵝服等休閑服配套使用,具有一定的保暖、衛(wèi)生和舒適性。
航天員在太空睡覺(jué)用睡袋,睡袋兜里配有眼罩和防噪聲耳罩,并且有鉤子和束縛帶,用來(lái)把睡袋固定在艙壁上,防止失重情況下飄移。
專家介紹說(shuō),這次給兩名“神十一”航天員每人帶了8套內(nèi)衣,5天左右換一套,來(lái)保障一個(gè)月太空生活的衣著衛(wèi)生。
“神十一”執(zhí)行啥任務(wù)
神舟十一號(hào)載人飛船執(zhí)行什么任務(wù)?由航天員景海鵬和陳冬組成的飛行乘組如何分工?發(fā)射前夕,載人航天工程辦公室副主任武平介紹了“神十一”任務(wù)。
武平說(shuō),目前,天宮二號(hào)已經(jīng)在軌運(yùn)行1個(gè)多月,狀態(tài)良好,各分系統(tǒng)和設(shè)備工作正常。同時(shí),天宮二號(hào)已經(jīng)調(diào)整至高度393公里的近圓對(duì)接軌道,建立起交會(huì)對(duì)接姿態(tài)和載人環(huán)境。天宮二號(hào)滿足載人交會(huì)對(duì)接條件和航天員駐留要求,已經(jīng)做好了與神舟十一號(hào)交會(huì)對(duì)接的準(zhǔn)備。
盡管神舟十一號(hào)飛船充分繼承了神舟十號(hào)飛船的技術(shù)狀態(tài),主要功能和技術(shù)指標(biāo)保持不變,但為了更好地完成神舟十一號(hào)任務(wù),進(jìn)一步提高可靠性安全性,以及驗(yàn)證后續(xù)空間站技術(shù),神舟飛船此次也進(jìn)行了適應(yīng)性改進(jìn)。
武平介紹說(shuō),本次任務(wù)中,天宮二號(hào)和神舟十一號(hào)飛船是在393公里高度的軌道交會(huì)對(duì)接,飛船返回地球也是從這個(gè)高度的軌道返回,比以往343公里軌道高了50公里,為此對(duì)軌道控制策略和飛行程序作了調(diào)整,使神舟十一號(hào)飛船能夠更好適應(yīng)。本次任務(wù)優(yōu)化調(diào)整了貨物裝載布局方案,進(jìn)一步提高了本次飛行任務(wù)隨行運(yùn)輸能力;為進(jìn)一步提高飛船可靠性,新配備了寬波束中繼通信終端設(shè)備,顯著擴(kuò)大了測(cè)控覆蓋范圍,提升了飛船姿態(tài)快速變化時(shí)的天地通信保障能力,從而提高了航天員的安全性和航天器的可靠性;為驗(yàn)證未來(lái)航天技術(shù),滿足未來(lái)空間站交會(huì)測(cè)量設(shè)備長(zhǎng)壽命使用要求,對(duì)神舟十一號(hào)飛船的交會(huì)測(cè)量敏感設(shè)備進(jìn)行了升級(jí)換代。
武平介紹,景海鵬和陳冬均具備飛船駕駛、組合體管理、手動(dòng)交會(huì)對(duì)接,以及故障情況下的應(yīng)急處置能力。整個(gè)飛行任務(wù)期間,他們將在軌完成飛行器操控、在軌試驗(yàn)、健康保障、生活照料、科普及展示活動(dòng)等生活和工作任務(wù)。
將進(jìn)行四大類16項(xiàng)在軌實(shí)(試)驗(yàn)項(xiàng)目
航天員太空挺忙的
天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室和神舟十一號(hào)飛船“組合”30天,意味著航天員有足足30天的“太空資源”,可以用來(lái)完成相應(yīng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn),以及需要他們自身參與的太空試驗(yàn)。
這些任務(wù)不少都是面向空間站開(kāi)展的技術(shù)驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)研究,為2018年中國(guó)空間站的建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)驗(yàn)證技術(shù)、積累數(shù)據(jù)。載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師黃偉芬說(shuō),這次航天員系統(tǒng)主要策劃了“人的健康方面的研究”“人的行為能力的研究”“人因工程技術(shù)的研究”“人的保障技術(shù)的研究”等四大類16項(xiàng)在軌實(shí)(試)驗(yàn)項(xiàng)目。
空間站飛行,航天員一般要在太空駐留半年?？臻g飛行對(duì)航天員物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)代謝、航天員在軌味嗅覺(jué)變化規(guī)律、航天員在軌情緒調(diào)控評(píng)價(jià)技術(shù)的研究,就是希望獲得中長(zhǎng)期飛行不同時(shí)段的變化數(shù)據(jù),對(duì)空間站飛行的健康保障、心理支持、新技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行驗(yàn)證。在軌噪聲對(duì)航天員影響的研究,可以為未來(lái)空間站的聲學(xué)設(shè)計(jì)和航天員聽(tīng)力保護(hù)提供數(shù)據(jù)支撐。
通過(guò)在軌飛行對(duì)腦力負(fù)荷影響的研究、航天員在軌眼手協(xié)調(diào)性的測(cè)試研究所獲得的數(shù)據(jù),航天員系統(tǒng)的專家可以更好地了解航天員的認(rèn)知能力,為航天員安排合理的工作機(jī)制。
這次任務(wù),也安排了航天員參加和維修操作、人體運(yùn)動(dòng)學(xué)特性測(cè)試相關(guān)的項(xiàng)目。太空跑步機(jī)是未來(lái)空間站使用的非常重要的鍛煉、防護(hù)設(shè)備,這次“神十一”航天員要利用空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的機(jī)會(huì),完成太空跑臺(tái)束縛系統(tǒng)技術(shù)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)哪里需要調(diào)整。
理想的太空生活,應(yīng)該是零排放、廢物廢水全循環(huán)利用,環(huán)控生保系統(tǒng)將在空間站發(fā)揮相關(guān)作用。植物栽培關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的目的包括研究微重力環(huán)境下植物根部水分和養(yǎng)分供應(yīng)等空間植物栽培關(guān)鍵技術(shù),為下一步在空間站種植可口、營(yíng)養(yǎng)和安全的新鮮蔬菜奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
腦機(jī)交互技術(shù)在軌適用性的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的目的是獲取航天員在軌腦電等生理特征的天地差異,為腦機(jī)交互技術(shù)在未來(lái)的載人航天應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。航天專家希望能借此幫助搭建滿足航天在軌實(shí)驗(yàn)要求的完全由意念控制的腦機(jī)交互實(shí)驗(yàn)平臺(tái),初步驗(yàn)證意念控制在航天任務(wù)中的可行性。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天員訓(xùn)練模擬器研究室主任晁建剛介紹說(shuō),針對(duì)每一次飛天任務(wù),航天員在地面時(shí)都要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練。這次模擬器按照“神十一”飛船和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室的狀態(tài)設(shè)定艙內(nèi)環(huán)境,與真實(shí)飛行器保持了一致的狀態(tài)。
航天員首餐吃什么
本報(bào)酒泉10月17日電 (馮華、朱霄雄)航天員中心航天營(yíng)養(yǎng)食品研究室副主任曹平透露,飛船17日7時(shí)40分入軌,景海鵬和陳冬在太空享用第一頓美餐是11時(shí)許,兩個(gè)人一起共吃了8種食品。分別是主食:五谷餅干;副食:蘋果罐頭、五香鰈魚、香辣豆干、醬香雞肉腸、美味雪菜;飲品:檸檬茶、溫胃飲。
“航天員處于失重環(huán)境適應(yīng)期時(shí),脾胃功能相對(duì)較弱,食欲不強(qiáng)。配置具有健脾養(yǎng)胃功能的食物,如粥和溫胃飲,其他食物主要由清淡、易消化即食食品組成?！辈芷礁嬖V記者。
據(jù)介紹,為了高效保障航天員的營(yíng)養(yǎng)健康,本次任務(wù)進(jìn)一步豐富了航天食品的種類,配置了百種航天食品,分為主食、副食、即食、飲品、調(diào)味品和功能食品六大類,食譜周期達(dá)到5天,膳食結(jié)構(gòu)更加科學(xué)。
曹平告訴記者,當(dāng)航天員工作負(fù)荷較大,任務(wù)安排緊張時(shí),為節(jié)省時(shí)間,方便進(jìn)食,食譜主要由能量密度相對(duì)較高的即食食物組成,如巧克力、高能壓縮餅干、即食牛肉等。而當(dāng)航天員進(jìn)入適應(yīng)期后,飲食則會(huì)盡可能接近地面飲食習(xí)慣。同時(shí),由于本次任務(wù)飛行時(shí)間明顯延長(zhǎng),為了緩解失重環(huán)境對(duì)人體的影響,還增加了富含維生素D和不飽和脂肪酸、促進(jìn)Na排出以及粗糧類和膳食纖維含量高的食物。
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三大精彩看點(diǎn)
“天上的生活”。航天員在軌飛行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)33天,是我國(guó)迄今時(shí)間最長(zhǎng)的一次航天飛行,體現(xiàn)出我國(guó)載人航天發(fā)展的最新成就,本身就是一個(gè)精彩看點(diǎn)。針對(duì)本次任務(wù)要求和特點(diǎn),飛行期間航天員將實(shí)行“6+1”也就是每周6天、每天8小時(shí)的工作制,以及天地同步作息制度。
“天上的實(shí)驗(yàn)”。航天員進(jìn)駐天宮二號(hào)后,將開(kāi)展多項(xiàng)有人參與的科學(xué)技術(shù)試驗(yàn),凸顯了人在載人航天活動(dòng)中的地位、作用和價(jià)值。比如,首次開(kāi)展我國(guó)航天飛行中的醫(yī)學(xué)超聲檢查,可以實(shí)時(shí)檢測(cè)航天員心臟和血管等方面功能。他們也將參與應(yīng)用載荷技術(shù)試驗(yàn),更換空間材料制備樣品,進(jìn)行太空植物栽培試驗(yàn)等。還將開(kāi)展在軌維修試驗(yàn),進(jìn)行人機(jī)協(xié)同驗(yàn)證。
“天上的科普”。神舟十一號(hào)與天宮二號(hào)組合體飛行期間,開(kāi)展的科普項(xiàng)目也很精彩。比如,隨神舟十一號(hào)飛船進(jìn)入太空的,有香港中學(xué)生太空科技設(shè)計(jì)大賽的3個(gè)獲獎(jiǎng)項(xiàng)目,即“太空養(yǎng)蠶”“雙擺實(shí)驗(yàn)”以及“水膜反應(yīng)”。航天員將在軌完成這些實(shí)驗(yàn),幫助中小學(xué)生認(rèn)識(shí)了解微重力環(huán)境中事物的狀態(tài)變化。
責(zé)任編輯:陳穎
