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微生物控制是難點，太空長途旅行
據(jù)中國載人航天工程辦公室消息，中國首艘貨運飛船天舟一號瞄準4月20日19時41分在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射。
“我是一名快遞小哥，近我承接了一項艱巨又光榮的運輸任務。這次任務不光運送的貨物重達6噸，而且路途也非常遙遠。在海南文昌，我將以宇宙速度穿透厚厚的大氣層把貨物送到‘客戶’——天宮二號空間實驗室的手中。”
給“天宮”送“快遞”不簡單
“向天宮二號空間實驗室‘送貨’很復雜，涉及未來航天員的健康保障、生活保障和工作保障。”
19日，載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設計師黃偉芬向記者介紹，本次任務上行貨物供給按3人、30天的量來配置相應貨物，主要涉及健康、生活兩個大方面的保障物資。因為是無人飛行，主要采用質(zhì)量模擬件來完成此次任務。
“3人、30天的不同貨物，選擇什么規(guī)格、形狀、大小的貨包？貨物如何進行清潔、消毒和處理？如何進行包裝？如何進行運輸、管理和交付？都要進行驗證。”黃偉芬告訴記者，通過這次貨運飛船的任務，主要驗證“貨物”從打包、運輸、裝載、管理、微生物的控制以及交付到上行全過程方案的有效性。
為什么按3人、30天的量提供物資？黃偉芬表示，一方面，3人是空間站任務中，乘組的大人數(shù)構(gòu)成。另一方面，由于航天員長期在軌飛行時，飛行時間長，要定期補給，在每一次航天器發(fā)射時，會帶一定的物資上去，航天員駕乘載人飛船去空間站執(zhí)行任務時，也會攜帶配備一定的物資，整個物資的總量，需進行動態(tài)管理。根據(jù)整體物資的消耗情況，會有動態(tài)的評估和管理，如此，我們便知道，每次通過貨運飛船，需要帶多少物資上去。每次運送的物資品種和數(shù)量，可能不盡相同，這是動態(tài)評估的結(jié)果。
艙外航天服添加傳感器 水箱加注需檢測
黃偉芬還透露，在本次發(fā)射任務中，航天員系統(tǒng)主要有四方面任務：除了提供上行的物資，包括給環(huán)控的軟硬水箱提供飲水，還要在貨船系統(tǒng)的支持下，獲取艙外航天服的相應力學和溫度數(shù)據(jù)，對貨船進行醫(yī)學評價和對貨船進行工效學方面的評價。
“艙外航天服是未來空間站任務里，航天員長期在軌飛行時，艙外活動的重要保障裝備，重要程度不言而喻。原因在于，未來空間站長期飛行時，航天員會有大量的艙外的活動，出艙完成設備的組裝和設備的維修等任務。” 黃偉芬告訴記者，此次任務在艙外服方面提供了一個結(jié)構(gòu)服，在結(jié)構(gòu)服的內(nèi)部和貨船的支架上，安裝了傳感器，以獲得一些力學數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)等，為未來艙外服的環(huán)境試驗條件確定和結(jié)構(gòu)設計提供依據(jù)和參考。
據(jù)黃偉芬介紹，航天器的環(huán)境控制與生命保障（簡稱“環(huán)控生保”）也是航天員中心的重要工作之一。
本次天舟一號貨運飛船的發(fā)射任務，“環(huán)控生保”功能主要包括四個方面：一是對貨船艙壓進行控制；二是對艙內(nèi)總壓、氧分壓、二氧化碳分壓，溫度、濕度五大環(huán)境參數(shù)進行監(jiān)測；三是對通道泄復壓方案和能力的有效性進行驗證；四是煙火檢測。
黃偉芬向記者舉例，水箱是未來航天員長期在軌飛行提供飲用水的主要來源，也是航天員生活的必需品。其中，加銀的飲用水由航天員系統(tǒng)來提供，在發(fā)射場按流程完成加銀水的復檢和加注等工作，以驗證加注流程和水箱技術(shù)方案的可行性。
太空長途旅行 微生物控制是難點
“對空間站任務來說，載人飛行歷時較長，在微生物控制方面，對運輸貨船要求高。作為新設計，材料必須抗菌防霉。”
在黃偉芬看來，給“天宮”送“快遞”，微生物控制是難點。從載人航天工程實施以來，醫(yī)學評價就一直是航天員系統(tǒng)非常重要的工作。面向長期飛行時，微生物問題較為凸顯，因而通過此次貨運飛船任務，在以往艙內(nèi)氣體環(huán)境、聲環(huán)境、輻射環(huán)境等醫(yī)學要求和評價的基礎上，增加了微生物評價的工作。
“在對微生物控制提出要求的同時，我們通過這次任務進行了微生物采樣，根據(jù)檢測結(jié)果，對微生物控制情況進行一個評價，為未來貨船各系統(tǒng)物資的微生物控制方案的制定，提供依據(jù)。”
黃偉芬向記者詳細介紹了貨船微生物采樣的相關(guān)流程。在貨船封艙前，對空氣微生物和表面微生物進行采樣，而后對相關(guān)結(jié)果進行分析，為未來貨船的微生物控制方案提供依據(jù)和參考。在待發(fā)段，需開艙安裝空間應用系統(tǒng)的樣品，因而在此階段還要對艙內(nèi)的氣體和表面微生物進行采樣。
“微生物的控制方案是否合理？方法是否有效？整個裝載流程是否合理？這些不僅是航天員系統(tǒng)關(guān)注的問題，也是貨運飛船亟需解決的問題。” 黃偉芬說。
而工效學的評價，是指為后續(xù)貨船的改進提供設計依據(jù)和積累數(shù)據(jù)。針對天舟一號貨船，就其艙內(nèi)的空間布局、照明與視覺環(huán)境、報警與故障應急、輔助裝置及人機界面的安全性等進行了工效學評價，為未來提供參考。