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揭秘“天宫一号”:航天员太空中的衣食住行

时间:2011-10-02 17:46:39 点击:

北京时间2011年9月29日晚21时16分,中国在酒泉卫星发射中心载人航天发射场,用“长征二号F”T1运载火箭,将中国全新研制的首个目标飞行器“天宫一号”发射升空。中新社记者孙自法摄

中新社酒泉9月29日电题:揭秘“天宫一号”如何为航天员打造太空新“家”

作者孙海荣、孙自法

随着全新研制的载人飞行器“天宫一号”目标飞行器成功飞向茫茫天宫,中国航天员将拥有一个太空新“家”。这个新“家”在太空运行两年,随时迎接中国航天员驾乘神舟飞船入住。太空新“家”装修得怎么样?有哪些“家具”?航天员工作、生活设施如何?中国航天员科研训练中心有关专家对此予以详细揭秘——

太空锻炼器材

航天员将来要在“天宫一号”中连续驻留时间明显延长,飞行时间比以往神舟任务大大延长。长时间失重环境下的飞行会造成肌肉萎缩、骨丢失等症状,需要航天员通过太空锻炼进行健康维护。“天宫一号”首次带上了太空锻炼器材,如特殊自行车用于锻炼下肢肌肉锻炼;拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉;下体负压筒对航天员下半身施加负压,促使血液向下半身流动,改变失重环境中血液朝头部转移的情况。这些也是目前国际空间站通用的失重防护锻炼器材。

空间医学实验设备

为了探索航天员长期驻留太空的医学变化规律和防护措施,“天宫一号”装载了很多空间医学实验设备。质量测量仪能在失重条件下“称量”人体质量,反映航天员飞行期间体重的变化。骨丢失对抗仪通过对航天员施加外力刺激,研究如何对抗太空飞行造成的骨丢失。还有一些装置用于研究失重环境下细胞变化规律、人的心理变化规律、以及舱内气体采样分析等。这些研究设备针对太空特殊环境专门研制,涉及航天医学、生物、物理、电子技术、工程等多学科。相比神舟系列任务,“天宫”的实验设备和项目大大增加,航天员工作量也相应加大。

人造“地球”环境

人类想在太空长期逗留,必须设法制造适宜人类生存的小环境。除了维持合适的温度、湿度、压力、氧气等常规环境外,“天宫”还对控制微生物和微量有害气体配备了专门的“武器”。人体是微生物的产生源,代谢的皮屑在空气中以浮尘存在,微生物控制装置能在短时间高效过滤净化。舱内设备和非金属材料会释放微量有害气体,进人前会在舱内捂上好几个月,对航天员健康不利。有害气体净化装置能强力去除几十种有害气体,在航天员进入“天宫”前提前开启运行。此外,航天员呼吸、排汗产生的水汽也有冷凝水收集装置定时自动收集。

废物循环利用的再生设备

神舟飞船过去携带的都是消耗性资源,航天员衣食住行所需的物资都从地面携带,而“天宫”首次对再生技术进行验证,携带了废物回收利用的设备。电解制氧装置是将纯水制成氧气,动态水气分离装置是用航天员的尿液进行水气分离。未来空间站上尿变水、氧气再生等技术,都与此息息相关。这些技术走向成熟后,将大大减少地面补给,实现尿液、体液和有害气体等资源的回收利用。

男女航天员衣物

蓝色的航天员睡袋外部绣有祥云图案。相比神七的睡袋,它的重量明显减轻,材料也是优中选优,具有抗阻燃、防静电、重量轻、松紧可调等特点。“天宫”还为航天员准备了保暖内衣、保暖裤、运动袜、运动服、短裤等。这些衣服的设计比较特别,主要是考虑太空工作实验的特殊需求,比如,有的衣服装有电缆口,有的口袋用于放置辐射测量仪等。由于“天宫”长期是无人低压运行,会造成衣服材料加速老化,研究人员在地面作了大量的低压存储试验,用专业设备拉扯衣物,确保拉伸强度和撕裂强度合格。

航天食品

部分航天食品已经随“天宫一号”进入太空,包括蔬菜、肉类、水果和复水汤等,但这些都不能吃,还只是实验品。真正能吃的航天食品要等航天员随飞船带上天。实验用的这些航天食品,将来要跟随对接的载人飞船返回地面。研究人员要观察它们在天上长期运行后会发生哪些变化。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。据航天食品专家陈斌介绍,太空辐射、舱内温度变化等因素都可能对食品构成影响。他们在地面存储了同批次的航天食品,用于对比研究。将来跟人打上去的航天食品,种类会非常丰富,也更加符合航天员口味。

医学健康监督设备

航天员在天上的呼吸、心率、血压、体温等指标,牵动着地面飞控人员的神经。“天宫一号”携带了更新颖、更丰富的医监设备,采集航天员生理数据,为航天员医学健康维护提供技术支持。比如,航天员随身携带的心电装置,能24小时连续记录心电数据,而且不受测控弧段的限制。航天员蹬自行车锻炼时,面部会戴上一种特殊面罩,采集记录呼出吸入的气体流量、氧浓度等,下传到地面进行分析。测血压的设备和地面袖带式不同,在胸部连上心电电极,在手指戴上血氧、脉搏波传感器,对心电信号和脉搏波信号进行分析处理,计算出心率、血压、血氧饱和度等生理参数。

灭火装置

“天宫一号”和飞船都配备了灭火装置。如果火情小,就用灭火湿巾,手套状的,可以随处抓握火苗。它不仅耐高温,而且绝缘性能好,因为天上火灾大多是电缆引起。灭火器只在火情较大情况下使用,航天员戴上防毒面具,按下灭火器上的按钮,喷射出的灭火剂会把着火点和四周氧气隔离。由于灭火剂有毒性,一旦使用了灭火器,密闭舱里的空气就受到了污染,航天员不再适宜待在舱里,要么更换舱内新鲜空气,要么返回地球。(完)

作者:佚名 来源:中国都市信息报
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