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专家解析天宫一号如何打造安全温馨“太空家园”

2012年06月26日10:12    来源:中国新闻网     手机看新闻

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  中新社北京6月25日电 题:专家解析天宫一号如何打造安全温馨“太空家园”

  中新社记者 孙自法

  神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功完成首次航天员手动控制交会对接后,“神九”3名航天员再次进驻天宫一号,并将继续工作生活3至4天。天宫一号堪称航天员在太空中的家,航天员在茫茫太空飞行,远离地球,远离家人,如何使他们在一个只有15立方米的狭小空间里愉快地生活和工作?又能保证他们的身心健康?

  承担天宫一号目标飞行器和神舟飞船研制任务的中国空间技术研究院相关专家表示,天宫一号研制时除通过确保各项指标的实现,来保证目标飞行器具有30人/天的驻留能力外,还最大限度地关注细节,努力实现让航天员居住舒服的目标。为此,天宫一号目标飞行器进行了大量的人性化设计。

  “太空单间”享美梦

  为最大限度减小舱内噪音、灯光等对航天员睡眠的影响,保证航天员有充足的睡眠,在天宫一号目标飞行器舱内,专门设计有航天员独立睡眠区,在这个睡眠区里,设计了两个“房间”,保证航天员在太空也能睡上单间,两个“房间”的设计充分考虑到在天宫一号在轨运行期间,最多同时有3名航天员在轨工作,两个“单间”足以保证同时有2人去休息,1人在值班。同时,还为女航天员设计了专门的“闺房”。

  睡袋是航天员在轨道上睡觉的“被子”,在天宫一号组合体里,为使航天员睡得舒服,技术人员专门设置了3个睡袋,也就是说,航天员在睡觉的时候不是大家混着盖“被子”,而是各人用各人的“被子”。科技人员除为女航天员预备单独的床铺和被子外,还针对女航天员生理特点和生活需要,进行特殊设计。

  考虑到每位航天员的生活习惯不同,技术人员在“卧室”灯光的设计中采用可调节式照明方案,航天员喜欢何种亮度,完全由他们自己随意进行调节。为满足航天员在轨飞行中的私密性需求,专门配置有遮挡镜头用软罩和睡眠区布帘等。

  “家庭影院”新享受

  长期太空飞行,娱乐活动对于保证航天员稳定的情绪和乐观的心态非常重要。为保证航天员的娱乐,天宫一号组合体里专门给航天员提供用来娱乐的笔记本电脑。航天员在工作之余,在睡觉之前,可以用笔记本电脑来看看书,看看大片,播放一些自己喜欢的歌曲和音乐,或者进行其他的娱乐活动。

  这些乐曲、大片有的是航天员自己带上太空的,有的是地面事先为他们准备的。当他们要娱乐的时候,只要打开笔记本电脑,用手指轻轻点一下菜单,就能享受到悦耳的音乐和刺激的大片。

  最大限度降低噪声

  在天宫一号与神舟飞船组合体里,由于活动部件、电子部件等各种设备日夜不停地工作,必然会发出各种声音。即使是非常小的声音,由于航天员白天黑夜在舱内工作和生活,加上太空生活的专注、单一与孤独,任何细小的声音都会感到很大。

  为最大限度地减轻噪声对航天员的影响,把这种影响降到最低点,中国空间技术研究院的科技人员在天宫一号设计阶段,就制定出严格的生活区和仪器区噪声控制指标,并通过技术攻关加以解决,以最大限度地把噪声控制在最小的指标范围之内。为检验噪声控制的效果,科技人员还长时间待在舱内亲身体验。

  “太空密室”里说悄悄话

  每个人有属于自己的生活习惯,每个人都有属于自己的小秘密。为使属于航天员个人的小秘密不至于暴露在“光天化日”之下,在天宫一号的设计中,中国空间技术研究院科技人员专门为航天员提供一个独立的、属于自己的私密环境。

  航天员长期在轨道上工作和生活,与家人通话,是他们缓解思念之情,保持快乐心境的重要手段,而与妻子、老公或孩子说说悄悄话,有些不方便让别人听见。为保证航天员与妻子、老公和孩子说说悄悄话的私密性,在天宫一号里,技术人员设置有专门的“密室”,航天员在这个“密室”里与家人说悄悄话,别人没法“偷听”。

  天宫一号目标飞行器内,到处都是监控探头,为保证航天员个人活动的私密性,科技人员专门设计探头的遮挡装置,不愿意被看到的个人活动将被挡住。此外,为保证航天员与家人通话的亲切感,天宫一号首次实现与地面双向的可视通话,航天员对着屏幕与地面、家人进行视频和音频交流,言谈举止、音容笑貌通过屏幕即可一目了然。

  保障舱内空气清新

  几名航天员工作生活在一个15平方米的狭小空间里,呼吸和身体都将散发出各种气体;在真空环境下长时间载人航天飞行过程中,舱内的设备器材将溢出大量有害气体。同时,人对目标飞行器产品和结构也有影响,比如人要呼吸、要出汗等等,形成的湿气在舱壁上形成水珠,反过来对飞行器产品构成影响。因此,必须对舱内的有害气体和湿气进行有效控制,把危害降到最低限度,确保航天员人身安全和设备的可靠工作。

  如何保证天宫一号舱内空气环境清新?中国空间技术研究院技术人员在研制之初,就在设计上加强有害有毒气体的控制:在材料选择上,选择那些结构稳定,经过太空飞行考验的优质材料,还在舱内设计相应的监测和净化装置;在舱内微生物控制上,采取包括地面上整舱气体置换以及无水乙醇擦拭设备表面、轨道上控制舱内温湿度和配备微生物控制装置以及配备擦拭设备用毛巾等措施,以保证天宫一号舱内空气质量完全满足航天员在里边生活的要求,达到绿色环保和航天医学标准。

  实现报警自动化

  航天员在天宫一号组合体飞行期间,要借助舱内设置的各种仪表,来观察掌握天宫一号和飞船的当前飞行状态。中国空间技术研究院科技人员不仅充分考虑到仪表的功能,甚至连仪表安装的位置、形状、大小,仪表盘的颜色等细节都考虑到,努力达到功能优化、方便使用、便于观察和感觉舒适。

  在太空飞行中,如果让航天员一直盯着仪表,肯定是一件很累的事情,也将造成航天员疲劳。为使航天员的眼睛不必一直盯着仪表,减轻他们的工作量,节省更多的精力,科技人员设计出各种自动化预警装置,这种设计使得天宫一号上的仪表不用航天员每时每刻盯着。如果组合体发生异常情况,哪个系统工作不正常,哪个数据指标发生大的变化,自动化预警装置就会进行报警,提醒航天员及时发现和处置。另外,报警方式也有声音和光线等多种变化显示,提高了组合体智能化预警水平。

  多种预案保平安

  在目标飞行器里长期生活,如果舱内一旦出现险情怎么办?天宫一号目标飞行器舱内的航天员一点也不用担心,因为各种可能发生的险情,中国空间技术研究院科技人员早就想到了,并设计准备有多种预案。

  在充分继承神舟飞船以往安全措施的基础上,科技人员结合天宫一号长期无人、短期有人照料的特点,设想出各种应急状态下确保航天员安全的措施,比如,如果舱内发生火灾或者压力没有了等险情,都有可靠的应对预案,在这些预案中,既包括险情发生后怎样紧急处置,还包括航天员怎样安全紧急撤离等。并且,这些预案都在地面通过充分的试验验证。

 

(责任编辑:姚卫华(实习)、马丽)

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