宇航员在太空怎样生活 航天员如何在新家生活 揭秘天空二号“太空黑科技”

天宫二号模拟地图图片由航天科技集团五院提供

9月15日22时04分，中秋之夜，国内首个全意义上的实验室——天宫二号成功飞向台空。接下来的一个月，它将在Tai 空等待神舟十一号的到来，两者将完成交会对接，从而为航天员建立起“Tai 空家园”。

届时，宇航员将在这里工作和生活30天，这将是中国迄今为止最长的载人飞行时间。2013年，三名中国宇航员在天宫一号停留了15天，验证了短期在轨存在。这一次，宇航员将在天宫停留的时间是之前的两倍，以验证“中期”在轨停留。

这并非易事。如何保证航天员在30天失重环境下有良好的生活和工作条件？中国青年报中青在线记者采访了天宫二号总体研究单位航天科技集团第五研究院相关专家。

精装修:有旋转自行车和私人通话设备

五院天宫二号总设计师朱宗鹏告诉记者，与天宫一号的“简单装修”不同，天宫二号和神舟十一号组成的“台空屋”是“精装修”。室内装修材料、生活辅助设施、照明设备、空空气环境等细节能在多大程度上用“科学设计”来形容。

如果把天宫二号和神舟十一号的对接组合比作“台空房子”，那么天宫二号就是这个房子的“大湾”。朱宗鹏表示，在天宫与神舟的结合中，工作、生活、实验、睡眠、娱乐、垃圾存储等领域进行了划分。

在天宫二号中，宇航员的工作和客厅大约有15立方米。更大的区域是宇航员锻炼的“跑步平台”和工作的“多功能平台”。朱宗鹏说，他们折叠是为了最大限度地节省空房间。

在距离地球393公里的寒冷寂静中空执行30天的飞行任务，不仅是对我国空保障能力的严峻挑战，也是对航天员生理和精神的双重考验。这就要求天宫二号内的健康娱乐设施一个都不能“掉队”。

比如天宫二号准备的跑步机和“旋转自行车”，五院天宫二空实验室的航天器工程师张亚斌介绍，宇航员长期生活在有重力的地面环境中，一旦进入失重环境，身体会发生各种变化，产生许多不适应。这些变化被称为失重生理效应。为了保护宇航员的身体健康，健身器材是非常必要的。

此外，为宇航员量身定制的“健身神器”——骨质流失计数器也被称为“抗骨质疏松仪器”。张亚斌说，这是确保“泰空号飞行中航天员身体健康的重要仪器。它通过敲打人体小腿相应的穴位，刺激骨骼，改善血液循环，保证骨骼健康。

面对在轨30天的挑战，为了让宇航员的生活轻松，设计师们也把心思花在了天地间的对话、视频和电子邮件上。

张亚斌说，借助天地链接和地面数据转换，宇航员在轨道上可以实现与地面的视频互动，还可以在轨道上阅读电子书或期刊。天宫二号还支持电视新闻、比赛等实时音视频信号的地面广播，并配备音频设备。

值得一提的是，在天宫二号的睡眠区，设计师特意增加了“云插座”，供宇航员与家人进行私密对话。

“‘事事有人管，全力以赴保成功’是我们的工作理念，也是我们的实践标尺。”五院院长张洪太表示，在天宫二号、神舟十一号的设计研制过程中，五院努力为航天员打造“五星家园”，让航天员在遥远的深处体验“家”的舒适与温暖。

高智能:“神器”武装“泰空家”

事实上，天宫二号原本是天宫一号的备份产品。天宫一号发射时，天宫二号已经设计研制完成。但随着天宫一号任务的成功，天宫二号又被委以航天员中期停留、在轨维修技术试验等新任务。

朱宗鹏说，科研人员对天宫二号进行了全面的改装升级，不仅解决了天宫一号在轨运行过程中暴露出来的产品设计缺陷，还用各种“神器”武装了“泰空家”，大大提升了它的性能和智能。

以“泰空家”的大脑为例，它是高智能的产物。该控制计算机系统和自主研发的spaceOS2操作系统可独立进行航天器飞行轨道智能诊断、姿态调整、运行状态、遥测下载和地面遥控指令执行。

值得一提的是，这个系统可以实现“多用途”，可以同时管理和运行几十个任务，并且具有“三机容错”功能，可以从相互备份的三台计算机中发现错误并发出正确的指令。朱宗鹏表示，这真正实现了多台电脑在故障情况下的无缝切换，为航天员在Tai 空工作生活提供了有力的生命保障。

噪音是影响宇航员能否在空之间的环境中安心工作的主要因素。但是工作舱内的一些设备需要日夜工作，会发出各种噪音，这对宇航员来说是一种“折磨”。

五院天宫二空实验室航天器工程师尚介绍，为最大限度降低噪声对航天员的影响，该院针对生活区和仪器区制定了严格的噪声控制指标，采取了设备分区安装、增设吸能装置、优化消声装置等方法。，并将宇航员工作区和生活区的噪音控制在50分贝的适当水平。

尚还提到，为了避免天宫二号夜间进出地区时语音播报对航天员睡眠的影响，研究人员特意增加了一项“禁止功能”——航天员可以根据自己的需要决定是否在地区屏蔽语音播报。

在Tai 空中，宇航员处于失重状态，在运动时往往需要借助踩内部结构的反作用力。然而，在天宫一号时代，宇航员踩在上面，脚下柔软的内部总有“踩坑”的不便。

轻质硬件材料解决了这个问题。尚还告诉记者，研究人员在天宫二号的很多区域增加了很多硬质扶手，并推出了常驻带、可穿戴无线蓝牙耳机等设计，解放宇航员的双手。

体贴:最舒适的温度和颜色

最舒适的体表温度为23℃，相对湿度在50%左右。朱宗鹏告诉记者，天宫二号搭载的热控系统可以将密封舱内空气体的温度控制在22 ~ 24℃，相对湿度控制在45% ~ 55%，是人体最舒适的环境。

事实上，如何长期提供适合人们生活的环境，如何长期提供舒适的温度、色彩等“体贴”的环境设计，将在天宫二号任务中得到验证，为航天员长期留在轨道上提供有力保障。

载人飞船热控与卫星热控最大的区别在于，载人飞船的热控子系统不仅要保证仪器、设备和结构的温度，还要为航天员提供舒适的温湿度环境。

就像我们熟悉的家用空调一样，天宫二号的热控系统也可以在炎热潮湿的夏天将冷空气送到房间，去除空空气中的水分。在寒冷干燥的冬季，它可以将热空气带到室内，对干燥的空空气进行加湿，使室内的温度和湿度始终保持在人体最舒适的范围内。

但是这个“天工牌”的空键并不完全等同于家用空键。家用空调节一般需要实现20平米房间的制冷，空调节的功率在1200W左右，但是在外台空电资源非常珍贵。据五院综合科专家介绍，泰泰空用1200W电源太奢侈了。

因此，“天工牌”的空调节不再需要使用压缩机，而是直接利用外台空的冷背景和单相流体回路的集热传热功能，通过散热器将密封舱内仪器设备产生的热量、化学热量和航天员热量排出到外台空。这使得整个空调节系统的功率只有220瓦左右。

另一个可以称得上“体贴”的设计是色彩。

研究人员将天宫二号涂上了不同的颜色，四周墙壁为明亮的米色，底部为深灰色，工作台等面板为天蓝色。尚表示，这种多层次的色彩划分有望给航天员带来耳目一新的感觉。

值得一提的是，这种涂料非同寻常，是一种特殊的“航天涂料”。它的首要技术指标是“环保”，不能含有任何有毒有害成分。毕竟在too 空环境下，没有重力和气压的约束，物质的挥发速度是地面的几倍。朱宗鹏说，密封舱内使用的涂料一旦含有有毒物质，将直接危及航天员健康。

他还透露，为保障“太空号航天员的空气质量，五院科研人员专门研制了环境控制检测装置，可同时完成对“太空号家中二氧化碳、乙醛等20多种气体和有害微生物浓度的监测。一旦有害物质含量超过警告值，它会立即报警，并指示宇航员遵循