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  (中国焦点面对面)中国空间站如何让女航天员“美上天”?外国人加入还远吗?

  中新社北京10月16日电 题:中国空间站如何让女航天员“美上天”?外国人加入还远吗?——专访全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩

  作者 马帅莎 郭超凯

  10月16日,神舟十三号飞船搭载3名航天员成功进入太空。中国空间站迎来首位女航天员的同时,航天员们还将再次刷新在轨驻留时长。与神舟十二号相比,神舟十三号任务有哪些新特点?航天员长达半年的太空生活如何保障?女航天员的加入将为中国空间站带来什么?

  中新社“中国焦点面对面”专访全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩,对这些问题进行权威解读。

  访谈实录摘编如下:

  中新社记者:神舟十三号飞行任务是中国空间站第二次载人飞行任务。与神舟十二号任务相比,“神十三”任务有何新特点或看点?

  庞之浩:这次是(中国)首次在太空执行6个月任务,另外有女航天员上天,很有看点。一是要深入验证航天员长期在轨驻留保障技术,包括空间站再生式生命保障系统技术、航天员物资供应管理、航天员健康管理,为后续长期驻留做准备。

  二是(验证)飞船的长期驻留保障技术。针对空间站的复杂构型和姿态(带来的复杂)外热流的影响,从神舟十二号开始,就对热控技术和电源技术进行了改进,这次要再次用6个月时间来验证飞船表现如何。

  三是要掌握航天员长期在轨驻留的生活工作经验、生理心理变化。神舟十二号任务完成得很圆满,但一两次成功不代表成熟,所以这次任务要再一次(进行)检验,比如航天员和机械臂共同完成出舱任务、检验东风着陆场在不同季节的搜索救援能力。

10月16日,神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。图片来源:人民视觉
10月16日,神舟十三号载人飞船发射取得圆满成功。图片来源:人民视觉

  中新社记者:神舟十三号飞行乘组在轨驻留时间再次延长,这对中国空间站建设、开展科学实验分别有什么意义?未来半年空间站会开展哪些学科试验,可能有哪些技术成果普惠大众?

  庞之浩:这次航天员在轨时间长了一倍,可以完成更多科研任务和需要航天员长期在轨驻留的任务。核心舱上每个实验柜都是一个综合性实验室,神舟十二号航天员已经进行组装调试和测试实验(柜),这次航天员可以直接开展实验,比如人系统研究柜、高微重力实验柜、无容器(材料)科学实验柜。

  第三个实验柜效益可能更凸显。在地面进行冶炼,一般都要有容器装熔体,高温情况下,容器会对熔体引入杂质。这个实验柜可以让熔体悬浮,进行无容器实验规避这个问题,利用激光升高温度,能达到3000多度,可以开展新型实验提纯,冶炼出非常纯净的材料再进行材料研究,这些可能对地面有直接用途。

中新社“中国焦点面对面”专访全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩。中新社记者 田雨昊 摄
中新社“中国焦点面对面”专访全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩。中新社记者 田雨昊 摄

  中新社记者:航天员在轨驻留时间的延长会为任务带来哪些挑战和风险?空间站和地面分别采取了哪些应对措施?有何应急准备?

  庞之浩:(驻留)时间长达6个月,将达到目前国际空间站(航天员驻留)的水平。大量研究表明6个月是既保证航天员身体情况,又保证经费比较节省的最佳时间。延长驻留时间对航天员的生理和心理影响会比3个月更大。

  比如在生理方面,由于微重力环境影响,长期驻留太空,航天员的骨质脱钙和肌肉萎缩现象会比较严重。目前有几项对策,最重要的是加强锻炼,(神舟十三号乘组)比神舟十二号乘组要锻炼得更多,可能一天得锻炼两个小时以上。二是用“企鹅服”,它是一种压力服。三是用负压筒,航天员在失重环境下体液都往上走,所以脸都比较大,我们叫“月亮脸”,用负压筒(可以)让体液往下走。四是吃特殊药,我们不仅有西药,还有中药。另外要补充水源、加强营养,上天前要进行相关训练。

神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。来源:中国载人航天
神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。来源:中国载人航天

  中新社记者:神舟十三号飞行任务中,首次有女航天员入驻中国空间站。与男航天员相比,女性航天员是如何选拔、训练的?其选拔、训练有何特殊之处?

  庞之浩:载人航天任务艰巨,技能复杂,环境比较特殊,有一定风险,所以对航天员的身体条件和心理素质都提出很高要求,女航天员也不例外。男女航天员的选拔与训练标准基本一样,没有针对女航天员的特殊选拔和训练标准。

  空间站航天任务比较复杂,所以进行了分工。有飞行专家,也叫航天驾驶员;有任务专家,即航天飞行工程师;甚至还有载荷专家。女航天员现在占整个航天队伍比例一般是10%,从全世界来讲,(女航天员)大部分都是任务专家,这跟女航天员的生理、心理情况有一定关系,比如女性脂肪比较多,平均个头矮、体重轻、有氧运动消耗的能量也低。但也有个别是飞行专家,比如说美国航天飞机第一个女驾驶员和指令长柯林斯。

  大量实践和理论研究发现,女航天员有执行太空任务的能力,而且在某些方面感觉更敏锐,心思更细腻,考虑问题更全面,处理问题更注意方式方法,沟通能力更好。在微重力环境下,女航天员的雌激素(水平)和镁的代谢优于男航天员,(体内)铁含量低,所以被认为比较适合长期太空生活,不容易出现铁中毒、血栓、血管痉挛、心律紊乱。

  中新社记者:作为入驻中国空间站的首位女航天员,王亚平已是第二次进入太空。选择王亚平作为神舟十三号飞行乘组成员是出于哪方面考虑?

  庞之浩:王亚平的身体心理都比较成熟。这次(任务)是首次驻留6个月,派王亚平上去有明显优势。女航天员长期在轨驻留,从生理构造和心理素质讲,她可能更成熟、稳健,对航天环境的适应能力更持久。

  同时,她能给乘组带来活力,使配合更顺畅,工作效率更高,上去以后可以开展更全面的航天医学实验,并且王亚平拥有飞天经验,这次以老带新,比较合适。

    10月15日,神舟十三号载人飞行任务航天员乘组出征仪式,在酒泉卫星发射中心问天阁广场举行。图片来源:视觉中国
    10月15日,神舟十三号载人飞行任务航天员乘组出征仪式,在酒泉卫星发射中心问天阁广场举行。图片来源:视觉中国

  中新社记者:我们注意到,天舟三号货运飞船专门为女航天员送去了化妆品、女性服装等日用品。为迎接女航天员,中国空间站做了哪些准备?将如何保障女航天员的长期在轨工作生活?

  庞之浩:根据女性生理特点和生活需要,我们确实应该做一些特殊准备。比如飞船座椅是根据女航天员的身材特制的,让她无论飞天还是返回,都比较舒适。

  二是对她的舱内航天服也进行了定制,尤其是女性的手比较纤细,我们做了适合女性的手套。她穿上以后无论是工作还是处理其他问题,都会比较方便。女航天员大小便收集系统的高度距离也进行了调整;另外还给她配置了巧克力、甜点和补血用品。

  天舟三号根据这次任务需求,为女航天员送去了卫生用品、少量无毒化妆品,女航天员化妆以后可能心理状态会更好。针对女航天员生理特点比如月经问题,实践表明,女航天员在太空月经基本正常,但是月经期间进行太空行走,容易得减压病,所以在月经期间,一般不进行太空行走。

  中新社记者:此前神舟十二号飞行乘组三名航天员都进行了舱外活动。“神十三”任务期间,女航天员是否有可能开展舱外作业?航天员在空间站是否会有任务分工?

  庞之浩:我想这次女航天员会进行舱外作业,从而诞生中国太空行走第一女(航天员)。这不光是一个荣誉,我们要探索女航天员舱外行走的规律、特点、优势等。女航天员整体来讲身材比较矮小,但是这也有优势,因为在舱外活动时身体小,更容易控制,可以完成更细腻的工作。

  在太空,航天员一般都要把自己作为研究对象,开展航天医学和空间生命科学研究。比如美国航天员格林77岁上太空,研究长期太空生活对老人生理心理的影响。这次王亚平上去,可以开展以女性为主的航天医学和空间科学生命研究,为以后长期载人航天做准备。

资料图:2021年3月14日,王亚平参加人船联试。孔方舟 摄
资料图:2021年3月14日,王亚平参加人船联试。孔方舟 摄

  中新社记者:我们注意到,天舟三号货运飞船又向空间站送去了一套90多公斤的舱外航天服,中国空间站目前已有3套舱外航天服。这是出于哪方面考虑?与之前的两套舱外航天服相比,这套舱外航天服有何不同?

  庞之浩:天舟三号运去航天服重量比以往的轻一些,但是性能跟另两套一样,达到第二代“飞天”舱外航天服性能指标。

  目前世界上女航天员太空行走次数少,原因之一是没有专门适合女性的舱外航天服。最典型的例子就是美国曾经要开展一次全女性太空行走,一般太空行走都是一男一女或者两名男性,当时空间站上只有一套适合女航天员的舱外航天服,后来又运去了一套比较小的适合女性的舱外航天服,才完成了首次全女性太空行走。所以舱外航天服对太空行走很重要。

  中新社记者:为保障神舟十三号飞行乘组半年的物资需求,天舟三号货运飞船装载的货包数量比天舟二号更多。为方便航天员快速锁定和使用包裹,科研人员做了哪些设计?

  庞之浩:为了航天员寻找方便,我们在空间站设计了一套货物在轨信息管理系统。比如航天员想找鱼香肉丝,在系统中输入,系统就会告诉他是在什么地方,在哪个包裹里、怎么走,他就可以根据坐标编码去寻找。每个包裹上都有二维码,航天员有一个跟手机差不多大小的装置,通过扫描二维码就能进一步确认里面是什么货物,且同类货物的库存量是多少,很快捷。

  根据神舟十二号航天员的建议,我们又对天舟三号送去的货包增加了标识,每个货包上都有彩色蝴蝶带,比如绿色的是食品,深蓝色的是设备,浅蓝色的是物资。

  中新社记者:天舟三号与空间站组合体交会对接后,空间站呈“一”字构型,神舟十三号靠泊后,空间站的构型再次改变。空间站构型及其变化有何讲究?中国空间站为什么设计成T字型?

  庞之浩:空间站的构型要保证它的主结构和质量尽量对称和紧凑,保证质心能够居中,这样可以少消耗姿态控制所需要的能量。(天和)核心舱一前一后对接货运飞船是为了平衡,而且飞船上去以后也是在同一个轨道平面内,沿着轨道半径方向对接,所以对姿态控制没有影响。

  二是装在尺寸和质量大小基本相同的两个实验舱端部的两个太阳能电池翼,不管空间站以何种姿势飞行,都能被太阳光照射,随时能够供电。T字形末端设有气闸舱,气闸舱泄气或出现异常时,也不会影响空间站其他压力舱。

  以后对接成T字型,核心舱还保留着后向前向下向对接口,后向是对接货运飞船的,天舟货运飞船对接以后,可以保证组合体利用货运飞船发动机,使整个空间站组合体进行轨道机动。

  中新社记者:从“神十二”到“神十三”,中国空间站正逐步走向成熟。中国多次公开表示欢迎外国航天员加入空间站,实际上这些年来也有不少外国航天员正在学习中文。您认为,未来外国航天员加入中国空间站,对空间站建设和国际合作有何意义?外国航天员何时可以加入中国空间站?

  庞之浩:我觉得确实有意义。已经有几名国外航天员到中国进行训练,包括在烟台进行救生训练,他们都是空间站的老手。他们到中国空间站,会带来如何在空间站上长期生活工作的经验,可以取得新成果。国际空间站有可能在2024年退役,中国空间站算是后起之秀,采用了很多新技术,双方各自发挥特长,成果共享,能够少花钱多办事。

  国外航天员还可能带来新的实验和先进仪器,使中国空间站快出成果、多出成果,提高空间站效率。我们的科学家跟他们一起工作也可以受到启示,使空间站发挥更好的效益。

  我想在两个实验舱对接到核心舱以后,就可以加入外国宇航员了。中国已经开展世界范围的科学实验征集,已经有一些实验通过审定,被认为既有科研价值又安全,目前已经选择了第一批,以后还会选择第二批。有的科学实验可能是把他们的实验(装备)送上去,由我们来操作,有些实验可能是国外航天员搭乘我们的飞船上去亲自做。(完)

【编辑:刘湃】

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