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2022-06-18
更新时间:2022-11-30 09:15:46作者:佚名
从无人飞行到载人飞行,从舱内实验到太空行走,从一人一天到多人长期驻留……“6个月”将成为中国空间站运营期间航天员乘组常态化驻留周期。而最早体验这六个月的就是去年10月升空的神舟十三号。
所有关于航天的故事,背后都有无数宏大的词汇。宏大背后的点滴细节,也许才是无数进步的最直观体现。在神舟十三即将返航前,说说航天员们在空间站衣食住行方面的点滴细节。
衣:看起来平平无奇的「舱内十三件套」,一针一线都有讲究
空间站发回来的视频中,经常可以看到王亚平穿着一件少女感满满的粉色马甲。神舟十三号与神舟十二号两次发射任务只隔了4个月,神十二航天员上天时每人带了12套物资装备,包括舱内连体工作服、分体工作服、舱内休闲服、睡袋、腰包、手套、眼罩、睡袋包等。神十三则又增加了一件新物资,舱内服马甲。
成为航天员后,舱内使用的服装鞋袜也会专门定制设计。所有的服装都根据每个航天员的体型量身打造。个人订制的意义不仅在于合身,也为了考虑到他们会更长时间在失重的状态里进行身体动作,与普通运动服装的受力还不太一样。因此航天服装都加入很关键的失重感觉模拟实验神舟十三号的着陆精度有多高,也算服装品类里最为特殊的一项测试。
我们日常穿着的服装通常都以厘米作为偏差,而航天服装、哪怕只是舱内服装也都以毫米来计算偏差,举个例子,在“量身剪裁”中,航天员抬手时袖口的高度都要求精确到毫米,来确保空间站工作中的极致精准度。
作为中国首位进驻空间站+首位实施出舱活动的女航天员,王亚平的服装当然和翟志刚、叶光富稍有区别,更针对女性的身体特征进行了量身定制。空间站毕竟是一个完全封闭的环境,即便执行了严格的除菌措施和湿/温度控制,依然还是要谨防细菌的大量繁殖。这点上航天舱内服装的除菌任务也很重。
太空中不能清洗衣物,航天员会带多套服装进行周期化更换,从内到外的每件服装在抗菌性能上都超出了医疗用品的标准。近几次神舟飞行任务的服装,都使用了一种破壁抗菌技术,该技术能有效刺穿细菌壁。且并非一次性用品神舟十三号的着陆精度有多高,回到地面洗涤后依然可以再次使用,多次洗涤后抗菌率依然能维持在90+%。
每天高频在相对狭窄的舱内环境里穿梭,舱内服装既要轻薄,又必须有极高的抗撕裂性。柔软舒适又耐磨,听起来几乎矛盾的要求,都在神舟十三的「十三件套」里得到实现。
类似的航天服装科技还有一个额外的意义,在未来它们也会逐渐下放至民用产品上——可能我们日后穿着的服装,里面就有「航天员同款」。再举个例子,整个天宫空间站布满了各种精密仪器,对静电效应尤需严加防范,航天服装的抗静电技术无疑是所有面料中最极致的。
而这样的抗静电技术,对诸多秋冬饱受频繁电击的“霹雳贝贝”们,显然会是严寒服装的一个极佳解决方案。
春节期间,王亚平身着“节日服”给大家送去来自太空的祝福, 图源:央视新闻
空间站运行在低地球轨道(LEO),更强烈的光照、射线和辐射都远比地表更为复杂,如果将普通服装带上天,可能肉眼可见一段时间后就有褪色情况的发生。航天服装的阻燃面料尤其如此。针对这点,在地面测试中所有面料和线材都进行了超过20+项的长时间日晒、阻燃测试,几百次实验,前前后后使用了11种材料方案。
这些乍看起来平平无奇的衣服,说它们的每一件都苛求到“一针一线”,并不夸张。
最后,也是很值得骄傲的一点,神舟十三号飞行中所有舱内工作服装,从材料端到生产端都实现了百分百的国产化自主可控。
食:不光是春晚,大年三十甚至可以在空间站里“吃饺咂”
自从加加林第一次上太空至今,人类已经有70多年的太空旅行经验。不过在食物这一块,从果冻胶体到牙膏食品,一直和味蕾享受无缘。时间稍长的太空计划,比如当年的阿波罗登月,宇航员们得将冷冻干燥食物注水吞服,相比双子星计划无非也只是由冷水升级为热水。而特殊的太空罐头,已经是这些宇航员们的最高享受了。
1965年美国曾经发生过航天员私自带腌牛肉汉堡包上太空,并在太空中打开吃的事件。这一度让当时的地面工作人员非常担忧,害怕汉堡的残渣可能破坏飞行器——可见想在太空中吃顿好的,并不容易。
说到吃,中国人显然很有发言权,太空菜单也是一直在丰富的过程中。而神舟十三又多了不少“花样”。
在神舟十三号发射前近一个月,天舟三号货运飞船已经兵马未动粮草先行,搭载着200多个货包满载出发。相比天舟二号,三号的运载量要多整整两倍,光是宇航员的生物资就超过了3吨。其中很大一部分就是三位宇航员的食物,种类合计超过100种。
说个数据大家可以感受一下,整整一个星期7天,21顿饭,菜品食品可以做到不重样。在舱内还可以自制酸奶。
考虑到神舟十三航天飞机期间会有中国最重要的春节,“太空菜单”更是多了饺子,并且提供了猪肉白菜馅、鲅鱼馅、黄花菜馅三种口味。每个太空料理包从名字和外观上看,已经很难区分与地面普通食物的差别了,太空香粽、清炒三脆、鱼香肉丝、宫爆鸡丁、东北炖菜……甚至还有冰激凌和奶茶这些似乎很不“太空”的食品。
神舟十三有多次出舱任务,因为穿好出舱服就不能进食了,加上出舱时间紧任务较重,在出舱前,航天员还有额外的一顿加餐,包含了鲜花包、压缩饼干、浓缩橙汁等6种食品,以高碳水化合物+低纤维为主,补充能量同时,尽量避免出现引起排便产气带来的不适。
很多人可能会问,过于“丰盛”的太空菜单是否也会有更复杂的食物问题。首先太空食物的保质期在6个月甚至12个月以上,整个加工过程都有多次严控杀菌,病从口入的可能性极低。其次如果万一出现吃坏肚子的情况,航天员们在地面都有过相应的培训,在失重环境、压力变化时如何确定病因并进行自救。
如果病情非常严重,那么地面会对航天员的情况做出评估后,终止任务,提前返回。
2003年中国人首次进入太空时,正值中秋期间,杨利伟曾在太空中吃过月饼。如今所有太空食物在实现营养价值同时,也会更加满足航天员的口味+地面节日时的传统味道,让每一次太空之旅更人性化。翟志刚是齐齐哈尔人,叶光富是成都人,王亚平是烟台人,因而东北菜、海产品和成都风味的食品相当多。
未来神舟飞行有其它地域航天员出现时,相信“太空菜单”又会进一步更新。
住:建造一个更大的“家”
作为全球唯二的空间站,之前的神州十二号航天员(聂海胜、刘伯明和汤洪波)也是首次进入中国空间站的自己人,当时杨利伟曾感叹,「太羡慕他们了,这个“家”太大了!」——相比当年杨利伟“家”(神舟五号)的居住环境,如今的空间站,真有种一室厅升级复式别墅的感觉。
30年前,中国载人航天曾定下三步走的战略,第三步“建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题”简单来说就是在太空中建造一个家,迎来「空间站时代」。现在中国载人航天正在进行的,也是这第三步,并正在进入最后阶段。
2011年天宫一号的空间只有15立方米,现在中国空间站整站达到了110立方米。其中的【天和】核心舱 全长16.6米,大柱段直径4.2米,小柱段直径2.8米。这儿既是空间站的管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所,还能支持开展少量的空间科学实验和技术试验。
110立方米里,供航天员工作生活的空间约50立方米,空间的增加,也为更复杂的太空活动提供了可能,实现睡眠、锻炼、就餐和卫生的各种自由。
用睡眠举例。
在失重环境里睡觉肯定需要把自己塞进睡袋,以免醒来自己飘移到其它地方,而且也是因为失重,最节省空间的方法自然是“站睡”。不过在空间站,航天员已经有更独立的睡眠区(被称为永久睡眠区),可以享受更高质量的睡眠和私人环境。
这提升的不光是睡眠,也有长时间封闭空间生活,心理层面的改观。
目前人类有两个空间站——
睡眠区主要集中在星辰号核心舱与和谐号节点舱,两个舱段分属俄罗斯(2个睡眠区)与美国(4个睡眠区),后来又增加了欧空局哥伦布实验舱的睡眠区。航天员乘组轮换期间,没有睡眠区的航天员就只能打“地铺”,选择通风与噪声条件相对较好的区域入睡。
星辰号睡眠区容积约1.2立方米,和谐号容积类似但没有舷窗,整体空间都比较逼仄;
单个睡眠区则达到约3立方米,对比国际空间站睡眠区扩大一倍不止。横向布局也尽力营造了类似于天地上下的环境。睡眠区内又分为上下两层,上层是航天员的睡眠活动空间,下层是存放私人物品的储物空间,3个睡眠区都配置有观察舷窗。而睡眠区的噪音,则低至49分贝。这个水准,只有国际空间站最安静的和谐号节点舱睡眠区噪声值能达到。
总体数量方面,后续天宫空间站扩展工程实施完成后,我们可以拥有12个永久睡眠区,也将是太空中人类可以最多居住的家。
最近几年会是中国航天非常忙碌的时期,中国空间站的建造都在紧锣密鼓的进行,“天宫”的一期建设也会就此完成。不管是货运飞船还是载人航天,他们都在为一个更大的家在添砖加瓦,一个离我们340至450公里的永久性的家。
而有了“家”以后,才会有更多更大的希望,这些希望也能够真正的一点点从期待成为现实。
行:「我已出舱,感觉良好」
2008年9月27日,「神舟七号」的指令长翟志刚实现了中国历史上的第一次太空漫步。整整13年后,他作为「神舟十三号」的指令舱再一次出舱活动,而这一次多了女性航天员王亚平,王亚平也完成了中国女性舱外太空行走的第一步。
巨大的成就之外,我们同样能看到很多小细节。十三年前首次出舱的翟志刚和刘伯明,分别穿了中国自研的飞天航天服和俄制海鹰航天服(Orlan-M space suit),而如今的翟志刚和王亚平,则都穿着了最新的飞天航天服。这些细节也许同样是推动各种“大步”的最有力“小步”。
神舟十三号舱外服,左臂国旗,右臂飞天。
想实现太空的“行”并不容易。王亚平此前曾在采访中透露,她需要穿着重达200公斤的水下训练服, 在水下工作五六个小时,模拟太空中的状态。等结束训练吃饭时,她的手都是抖的,“连筷子都拿不了”。
这也可以理解想实现太空漫步的艰难,所以为何直播画面里没有出舱的叶光富,看到队友们顺利开展舱外操作时,特别兴奋的鼓掌挥手。
在庞然大物的空间站映衬下,航天员们的动作渺小而拙朴,他们每一个看似简单的动作,都如同是在不断学习和领悟一种特殊的语言,这种语言用来和更未知的宇宙沟通。
出舱过程中,航空员们的一段对话显得很是可爱。翟志刚是第一个出舱的,出舱后,翟志刚说:“我已出舱,感觉良好”;王亚平接着说“我一会儿出舱,感觉良好”;叶光富说“我下次出舱,感觉良好!”
图片来自:央视新闻
面对航天科技更实实在在的向太空触及,很多科幻作品在喜悦之余,也无不悲观的表示,「当人类的手可以做任意伸向太空时,得到的和失去的注定是一样多」。
但太空之路终究不能只停留在想象和梦里,当“手可摘星辰”式的浪漫遇到真实的广阔深邃太空,难免会有未知的不安感。人类的想象一直是推进科技进步的强大能量,可最终我们还是需要坚定的去低头迈步。
对地面上的我们而言,一句严谨的「我已出舱,感觉良好」透露着航天人们独有的可爱,而这兴许是最为积极且乐观的信号。我们实现了很多步,依然怀有着诚挚的态度和良好的体感,并进行着更多的前行。
神十三发射图。图源:新华社
共同期待神舟十三号航天员们圆满完成任务后的安全返回。
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