6月5日,長(cháng)征二號F遙十四運載火箭將神舟十四號航天員乘組順利送入太空。這是中國航天員第九次太空遠征,也是中國空間站建造階段的首次載人飛行。
作為中國空間站建造的關(guān)鍵一戰,3名航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲在軌期間經(jīng)歷的飛行工況極為復雜。他們要將空間站由單艙組建成三艙三船構型,首次進(jìn)駐問(wèn)天和夢(mèng)天實(shí)驗艙,首次利用氣閘艙和小臂進(jìn)行出艙工作,并開(kāi)展大小臂的聯(lián)合操作,同時(shí)還要完成3個(gè)實(shí)驗艙大量的科學(xué)實(shí)驗,開(kāi)展科普和公益活動(dòng)等。
在這個(gè)過(guò)程中,他們的各項任務(wù)安排得滿(mǎn)滿(mǎn)當當,面對的困難更多、挑戰更大,這也讓他們收獲了“勞模”乘組的稱(chēng)號。
12月4日晚,他們成功返回東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng),結束了在軌6個(gè)月的太空之旅。
熟悉環(huán)境,日常維護“太空家園”
6月5日晚,3名航天員依次進(jìn)入中國空間站天和核心艙,他們將在1個(gè)月的時(shí)間內快速適應太空失重生活,盡快熟悉環(huán)境,對“太空家園”進(jìn)行日常的維護與維修,并按照飛行手冊和地面指令,有計劃、有步驟地把各項任務(wù)完成好,為后續機械臂操作、出艙活動(dòng)、艙段轉移等工作做好充分準備。
首先是要建立載人環(huán)境,將核心艙組合體設置為有人狀態(tài),對通風(fēng)凈化、再生生保和水循環(huán)處理相關(guān)設備和產(chǎn)品進(jìn)行設置。
3名航天員分別進(jìn)行了水樣、空氣、表面微生物測試,這是因為在“太空家園”里,部分微生物可能對航天員的健康產(chǎn)生影響,甚至會(huì )帶有腐蝕性,對各種設備造成污染和破壞。因此需要定期對微生物進(jìn)行監測,保證航天員在軌生活環(huán)境的安全與舒適。
通過(guò)核心艙的攝像鏡頭可以看到,航天員們安裝并測試了二氧化碳還原裝置。二氧化碳還原裝置可以實(shí)現航天員在軌二氧化碳的還原再生,進(jìn)一步提高在軌氧氣的物質(zhì)循環(huán)閉合度。
其次要進(jìn)行物資整理與轉移。在核心艙中,大包小裹的“快遞”堆得滿(mǎn)滿(mǎn)當當,航天員們忙不迭地拆分和使用。他們在本次任務(wù)中,正式啟用了物資管理系統,能夠從整體上對整站的物資進(jìn)行歸類(lèi)和梳理,提高空間站的管理水平,幫助航天員們騰出更多精力專(zhuān)注于在軌科學(xué)實(shí)驗等工作。
最后要陸續開(kāi)展科學(xué)實(shí)驗、進(jìn)行艙外航天服巡檢測試等工作。3名航天員每周工作6天,在各種工作、任務(wù)多線(xiàn)并行的情況下,定期對航天員進(jìn)行身體檢查的工作也必不可少。
檢查柜里有十幾件醫療設備,航天員們進(jìn)行定期體檢,包括超聲檢查和全血細胞計數等。對于他們來(lái)說(shuō),采血、互做心臟超聲、腹部超聲及超聲功能影像評估等常規的檢查已經(jīng)是駕輕就熟。
除了基礎的“體檢項目”,醫療救護在軌訓練也必不可少。載人航天活動(dòng)的一切設計和操作規程都以保證航天員身體健康和生命安全為中心,除了地面訓練以外,航天員們在軌期間也需要保持訓練,以應對各種各樣的突發(fā)情況。
配齊“新居”,開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗
7月25日,問(wèn)天實(shí)驗艙與天和核心艙成功對接,航天員們的“太空之家”正式升級擴建。第二天,“神十四”乘組成功開(kāi)啟實(shí)驗艙艙門(mén),正式進(jìn)入“新居”。
中國載人航天工程空間站系統總設計師、中國工程院院士楊宏介紹,問(wèn)天實(shí)驗艙是航天員主要的生活和工作艙段,配置有3個(gè)睡眠區、1個(gè)衛生區以及廚房等設施,可與天和核心艙一起支持兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活保障。
“問(wèn)天實(shí)驗艙內的航天員睡眠區比核心艙的更為寬敞,舷窗也進(jìn)行了改進(jìn)設計,宜居性進(jìn)一步提高。”航天科技集團五院總體設計部總體室主任王為介紹,待問(wèn)天實(shí)驗艙各項載人環(huán)境設置完畢后,神舟十四號航天員乘組會(huì )從“天和”搬到“問(wèn)天”,搶先在新床鋪體驗一番。
從整體來(lái)看,進(jìn)駐狀態(tài)設置持續了約2周時(shí)間。在此期間,3名航天員進(jìn)行載人環(huán)境的建立,包括對環(huán)控生保系統、衛生區、睡眠區、太空廚房進(jìn)行設置,同時(shí)完成問(wèn)天實(shí)驗艙搭載的科學(xué)實(shí)驗機柜解鎖、功能檢測、設備安裝、物資整理等工作。
形成兩艙構型后,航天員的工作生活安排也會(huì )發(fā)生相應的變化。在生活上,他們擁有了更大的活動(dòng)空間與更多的鍛煉設備;在工作上,增加了問(wèn)天實(shí)驗艙的日常站務(wù)管理及艙內科學(xué)實(shí)驗等任務(wù)安排。
在進(jìn)駐問(wèn)天實(shí)驗艙后,航天員除了對艙內環(huán)境定期進(jìn)行維護外,還持續開(kāi)展了包括空間材料研究、高等植物培養等空間科學(xué)實(shí)(試)驗項目。
他們利用科學(xué)手套箱、生命生態(tài)實(shí)驗柜、生物技術(shù)實(shí)驗柜和變重力實(shí)驗柜等設施設備,不斷產(chǎn)出更多科學(xué)成果。例如,長(cháng)勢喜人的擬南芥、水稻和生菜為“太空家園”帶來(lái)了勃勃生機。
10月31日,在太空值守了150多天的神舟十四號乘組終于迎來(lái)了組成中國空間站“T”字基本構型組合體的最后一個(gè)艙段:夢(mèng)天實(shí)驗艙。他們將進(jìn)一步對“太空家園”進(jìn)行升級擴建,從最初的一居室變三居室,航天員陳冬不禁感嘆道:“我們的家變寬敞了。”
進(jìn)入夢(mèng)天實(shí)驗艙后,他們完成了貨包整理、設備安裝等工作,建立載人環(huán)境,解鎖各類(lèi)工作設備,并進(jìn)行工作區的設備安裝。隨著(zhù)三艙“T”字基本構型組裝建造完成,空間站組合體實(shí)現了控制、能源、信息、環(huán)境等功能的并網(wǎng)管理,支持開(kāi)展更大規模的空間研究實(shí)驗和新技術(shù)試驗。
“神舟十四號乘組飛行任務(wù)期間的一項重要任務(wù),就是要全面完成以天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗艙和夢(mèng)天實(shí)驗艙為基本構型的天宮空間站建造,建成國家太空實(shí)驗室。”中國載人航天工程新聞發(fā)言人、中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹,問(wèn)天實(shí)驗艙主要面向空間生命科學(xué)研究,夢(mèng)天實(shí)驗艙主要面向微重力科學(xué)研究。
刷新出艙紀錄,
在空間站架起一座“天橋”
出艙活動(dòng)是航天員在軌期間的一項重要任務(wù)安排。自入駐“太空家園”以來(lái),神舟十四號乘組完成了3次出艙任務(wù)。
9月1日,他們首次出艙。這是他們首次從問(wèn)天實(shí)驗艙氣閘艙出艙、由小機械臂輔助實(shí)施的出艙活動(dòng)。
其間,天地間周密協(xié)同、艙內外密切配合,先后完成了問(wèn)天艙擴展泵組安裝、問(wèn)天艙全景相機抬升、艙外自主應急返回驗證等任務(wù),全過(guò)程順利圓滿(mǎn),檢驗了航天員與小機械臂協(xié)同工作的能力,驗證了問(wèn)天實(shí)驗艙氣閘艙和出艙活動(dòng)相關(guān)支持設備的功能性能。
9月17日,他們第二次出艙,兩次出艙間隔僅半個(gè)月,毫無(wú)疑問(wèn),這對航天員和艙外航天服而言,都是新的挑戰和突破。因為出艙活動(dòng)需要由航天員與地面科研人員緊密協(xié)作配合,有些特殊任務(wù)還需要調整空間站姿態(tài),并考慮太陽(yáng)光照、天地通信技術(shù)等條件,因此頻繁出艙對航天員和科研人員都是重大考驗。
在航天員出艙過(guò)程中,地面的出艙專(zhuān)業(yè)支持小組會(huì )通過(guò)語(yǔ)音隨時(shí)指導他們的活動(dòng)。什么時(shí)候運動(dòng)到什么位置,什么時(shí)候開(kāi)艙門(mén),什么時(shí)候出去,怎樣登上機械臂,怎樣取工具,怎樣操作……
出艙活動(dòng)對航天員體力消耗很大,頻繁出艙更是對航天員的身體素質(zhì)有著(zhù)極高的要求,失重環(huán)境下控制身體活動(dòng)不便,航天員雙腳發(fā)力困難,主要靠雙手抓物,謹慎移動(dòng)。因此地面要做好各種各樣可能發(fā)生的故障、各種可能發(fā)生的意外預案。
3名航天員在緊張忙碌了170多天后,進(jìn)行了第三次出艙活動(dòng)。11月17日,他們首先完成了天和核心艙與問(wèn)天實(shí)驗艙艙間連接裝置、天和核心艙與夢(mèng)天實(shí)驗艙艙間連接裝置安裝,搭建起一座三艙間艙外行走的“天橋”。
航天員蔡旭哲通過(guò)“天橋”實(shí)現了首次跨艙段艙外行走,完成了問(wèn)天實(shí)驗艙全景相機A抬升和小機械臂助力手柄安裝等任務(wù)。
“這是空間站‘T’字構型在軌組裝完成后的首次出艙任務(wù),航天員出艙活動(dòng)的范圍已經(jīng)由單艙擴展到三艙。”航天科技集團五院總體設計部空間站系統總體副主任設計師李學(xué)東介紹。
“雙舟”伴宮闕,六君會(huì )天宮
11月29日晚9點(diǎn),為了迎接“神十五”乘組,3名航天員正在進(jìn)行著(zhù)最后的任務(wù)準備,期待著(zhù)迎接戰友的到來(lái)。
地面上,神舟十五號載人飛船已經(jīng)在發(fā)射塔架就位,神舟十五號航天員乘組已蓄勢待發(fā)。所有人都期待著(zhù)他們今晚的相會(huì )。
11月30日,在載人飛船與空間站組合體成功實(shí)現自主快速交會(huì )對接后,神舟十五號航天員乘組從飛船返回艙進(jìn)入軌道艙。完成各項準備后,期盼已久的神舟十四號航天員乘組順利打開(kāi)“家門(mén)”,神舟十五號航天員乘組費俊龍、鄧清明和張陸“到家”。
“神舟十五號,中國‘太空家園’的大門(mén)已經(jīng)為你們打開(kāi)。”神舟十四號乘組指令長(cháng)陳冬打開(kāi)節點(diǎn)艙艙門(mén)后,激動(dòng)地說(shuō)。
在節點(diǎn)艙,兩乘組的指令長(cháng)率先會(huì )面,陳冬與費俊龍先是握手,隨后緊緊擁抱,“你們終于來(lái)了!”陳冬說(shuō)。
鄧清明、張陸也陸續走進(jìn)“家門(mén)”,與在問(wèn)天實(shí)驗艙內等待的劉洋、蔡旭哲握手擁抱。
6名中國航天員在問(wèn)天實(shí)驗艙內順利會(huì )師,并一起在中國人自己的“太空家園”里留下了一張足以載入史冊的太空合影,合影時(shí)他們一同喊道:“中國空間站,永遠值得期待!”
此后,“神十五”和“神十四”兩個(gè)乘組在交叉駐留5天,完成了我國載人航天工程歷史上第一次在軌交接。“神十四“乘組指令長(cháng)陳冬將中國空間站鑰匙鄭重交給了“神十五”乘組指令長(cháng)費俊龍。
在地面科技人員的配合下,神舟十四號航天員乘組還完成了空間站組合體狀態(tài)設置、實(shí)驗數據整理下傳、留軌物資清理轉運等撤離前各項工作,與神舟十五號航天員揮手告別。
12月4日,在闊別地球183天后,神舟十四號載人飛船在東風(fēng)著(zhù)陸場(chǎng)安全返回,航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲健康出艙。
工作休閑兩相宜,每一天都精彩
回顧3名航天員的太空之旅,雖然忙碌,但卻充實(shí)。
他們在軌鍛煉、定期體檢,保持良好的身體狀態(tài)。除了在軌科學(xué)實(shí)驗等工作,航天員們每天還要進(jìn)行鍛煉??臻g站內專(zhuān)門(mén)配備了太空自行車(chē)、拉力帶、握力器、腕力球、太空跑臺等。他們每天至少要保持2小時(shí)的在軌有氧運動(dòng)訓練,以有效維持長(cháng)期飛行下心血管系統功能的穩定。
他們從天地差異中感知宇宙的奧秘、體驗探索的樂(lè )趣。10月12日,“天宮課堂”第三課在中國空間站開(kāi)講。3名新晉“太空教師”為廣大青少年帶來(lái)了一場(chǎng)精彩的太空科普課。他們在軌介紹和展示了中國空間站問(wèn)天實(shí)驗艙工作生活場(chǎng)景,演示微重力環(huán)境下毛細效應、水球變“懶”等實(shí)驗,并與地面課堂進(jìn)行互動(dòng)交流。
他們在“太空之家”收錄了星星的光芒,刻畫(huà)了月亮的輪廓。無(wú)論上天幾回,欣賞宇宙壯觀(guān)神奇的景色都是航天員乘組在軌休閑娛樂(lè )時(shí)的“必選項”,航天員蔡旭哲就在工作之余,盡情領(lǐng)略太空美景,拍一拍美麗的地球和偉大的祖國、看一看長(cháng)江和黃河、找一找親愛(ài)的家鄉,然后分享給大家。
他們還在太空中賞中秋、迎國慶,領(lǐng)略更多太空美景。9月11日,農歷八月十六陳冬記錄下了空間站看到的月亮。為了讓他們在中國空間站更好地度過(guò)中秋,航天員地面支持團隊在幾個(gè)月前,就精心準備了中秋食品大禮包。除此之外,航天員也展示了“拿手好菜”,首次享用了自己在太空種植的蔬菜。
總之,太空之旅并非全是工作,航天員們在工作之余也有機會(huì )放松一下,開(kāi)展豐富多樣的休閑娛樂(lè )活動(dòng)。正如他們所言,“每一天都非常精彩,每一刻都值得銘記。”(鄧雨楠)