空间站是进行太空科学研究和应用的理想平台,许多科学实验和技术验证需要在长期稳定的太空环境中开展。经过长期的建设、测试与实践,空间站中各项技术系统运行的已经十分稳定。今天,就让我们对空间站的持续运行进行一次深入解读!
生命之源与能量之翼
在空间站常态化运营阶段,航天员会长期驻留太空。解决水、空气和食品供应,确保航天员的生活需求是空间站的重要任务。此外,为确保航天员生活的舒适度和设备的正常运行,空间站还要能够根据航天员的需求和空间站内不同区域的功能,保持适宜的温度和湿度环境。
天舟五号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接
在执行航天任务之前,货运飞船会将生活物资包括燃料、饮用水、食物等提前运输到空间站。不过,航天运输成本高昂,且货运飞船携带的物资有限,所以水的运输量也受到一定限制。为保障航天员长期驻留,空间站进行水资源的循环利用必不可少。天和核心舱的再生生保系统可以将废水处理成再生水或饮用水,水的回收效率优于95%,水利用效率优于83%,实现了水资源的回收与再利用。当水资源充足时,氧气的制造就会简单很多。空间站通过电解水制氧,就能获得相对充足的氧气。作为电解水制氧的补充方式,空间站还配备了固体燃料氧气发生器。这种装置能通过点燃密闭罐中物品产生的化学反应产生氧气。这么一来,航天员的供氧问题就得以解决了。“兵马未动粮草先行”,早在乘组入驻空间站之前,货运飞船就已经将食品储存在了空间站里。同时,航天员还在研究太空种植等技术,尝试在空间站内生产部分食物,进一步提高食品供应的可持续性。
中国空间站的太阳翼
空间站除了解决航天员生存需求的问题外,还需要强有力的电力保障来维持自身运行。中国空间站配备了2种规格6套大型柔性太阳翼,这些太阳翼的单套翼展最大能达到138平方米,相当于三分之一的标准篮球场大小。天和、问天、梦天三舱形成组合体后,柔性太阳翼面积更是能达到约700平方米。它们能够最大限度地捕获太阳能,并将太阳能能转换为电能。这些电力不仅能支持空间站的正常运行,还能为航天员的生活和工作提供充足的能源,让中国空间站实现能源自由。
空间站的物资管理
在乘组入驻太空前,货运飞船会将乘组在轨期间所需的生活用品、实验用品及相关仪器设备等运送到空间站,为了让航天员们从数量庞大的物资中快速且精准地找到他们所需的物品,中国航天科技集团有限公司第七研究院第七设计部这个“物资大管家”建立了完善的物资信息管理体系。空间站的物资管理团队在货运飞船发射前,会为每个物资都进行详尽的身份登记,包括它们的名称、保质期、使用方法和图片等信息。这些信息会被录入到物资信息管理系统中,生成它们专属的二维码标签。对货包来说,还会生成卡式标签插在货包表面的标签袋内。卡片上包含了RFID芯片以及二维码信息,各物资的消耗情况以及位置变化情况就能被空间站内的物资信息管理系统进行实时记录。航天员只需使用扫描设备扫码,就能迅速获取物资的详细信息和位置,大大提升了查找效率。
此外,为方便航天员通行和取用,空间站内的物资摆放也经过了科学规划。物资通过不同的颜色进行编码,例如食品是绿色,空间站环控设备是深蓝色。智能的物资信息管理系统还能够实时记录物资的消耗情况和位置变化,确保物资的有效管理。通过这些创新的管理方法,中国空间站的物资管理变得井井有条。面对繁多的物资,航天员也能像在地面超市一样精准地找到所需的物品。
太空中的健康守护者
太空的生活新奇有趣,但航天员在太空里需要待几个月,万一生病了怎么办?不用担心,中国空间站早已配备了在轨医学处置程序,拥有完善的疾病预防、诊断和治疗机制。航天员如果得了一般疾病,在轨期间就能得到治愈,万一得了急病,也能进行紧急处置。
航天员在空间站进行健康监测
从航天员进入载人飞船的那一刻起,航天员中心的医监医保团队就已经实时关注着航天员的身体数据了。借助与飞船相连接的穿戴式监测装备,他们能够实时掌握航天员的心率、体温、血压、呼吸等关键身体指标。值得一提的是,中国传统医学在太空中也发挥着重要作用。通过太空中医诊疗设备,可运用中医 “望、闻、问、切” 的医疗手段为航天员进行会诊,为他们的健康保驾护航。透过面窗,能够采集到航天员的面相与舌相;借助脉象采集单元,可获取航天员的脉搏信息。此外,通过软件设置的问诊量表,便能实现 “问” 诊这一环节。仪器内部的软件系统会对这些采集到的脉搏数据进行分析处理,将其与中医脉象的理论模型进行对比和判断。通过这种方式,中医四诊仪得以模拟中医传统的 “切脉” 过程,为对航天员的身体状况评估提供重要依据。
中国空间站通过一系列先进的系统和设备,为航天员提供了一个安全、舒适、高效的工作和生活环境。随着空间站的建设和运营,中国在太空探索和利用方面的能力将不断提升,为人类探索宇宙奥秘做出更大的贡献。
部分信息来源于新华网,重庆大学科学技术发展院等
(科学性审核:周炳红, 中国航天科普大使)