①
②
③
這是2023年的第一天——
當(dāng)新年第一縷陽光照射進中國空間站,神舟十五號任務(wù)乘組用鏡頭定格了這一壯美畫面。隨后,航天員費俊龍、鄧清明、張陸開啟了環(huán)控再生系統(tǒng)的日常維護工作。
此刻,北京航天城航天員支持中心大廳內(nèi),中國航天員中心航天員支持管理團隊環(huán)控總體崗值班員,正緊盯大屏幕,判讀數(shù)據(jù),確保空間站再生系統(tǒng)正常運行。
晚上,3名航天員進入夢鄉(xiāng)。航天員支持管理團隊的工作人員并不能松口氣,他們?nèi)孕璨婚g斷監(jiān)控再生生保系統(tǒng)、環(huán)境壓力、溫濕度等參數(shù)。只要空間站設(shè)備不停機,他們就得時刻保持警醒。
截至當(dāng)天,在距離地球400公里的中國空間站,再生生保系統(tǒng)已在軌穩(wěn)定運行600余天。
當(dāng)空間站任務(wù)的號角吹響,中國航天員中心從各科研團隊抽調(diào)骨干力量,成立一支航天員支持管理團隊,集結(jié)到航天員支持中心大廳。
在一幀幀閃動的畫面中,他們關(guān)注著航天員的一舉一動;在一個個跳躍的數(shù)字里,他們觸摸著航天員的一呼一吸;在一個個關(guān)切的電話中,他們呵護著航天員的一顰一笑……
精心打造生命工程
在太空,航天員呼吸到的每一口空氣、喝到的每一口水、感受到的溫度,都由該中心環(huán)控生保團隊負責(zé)。
2022年11月30日,神舟十五號任務(wù)乘組順利進駐中國空間站,與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會師”。6人同時在軌,創(chuàng)造了中國空間站訪客新紀(jì)錄,也對空間站環(huán)控生保系統(tǒng)提出了更高要求。
為有效保障航天員生活,環(huán)控生保團隊一邊把地球生活環(huán)境搬上了太空,一邊把航天員的太空生活搬進空間站地面伴飛艙。
在中國航天員中心,空間站組合體1∶1大小的地面伴飛艙里,環(huán)控生保團隊開始了一天的工作——模擬6名航天員在軌活動,對艙內(nèi)的氧氣、二氧化碳等參數(shù)進行實時監(jiān)測。
這套地面模擬系統(tǒng)比在軌系統(tǒng)提前一到兩天啟動,目的是預(yù)先檢驗環(huán)境控制能力。6名航天員同時在軌5天后,神舟十四號任務(wù)乘組按計劃返回,驗證了空間站系統(tǒng)航天員在軌輪換保障能力。
“從目前這個系統(tǒng)狀態(tài)看,長期保障6名航天員也是有可能的?!痹撝行沫h(huán)控生保室主任非常自信。
載人航天發(fā)展到空間站階段,如何實現(xiàn)大氣和水資源的再生,減少上行補給?這是人類在太空長期生存必須要解決的世界級難題??臻g站任務(wù)啟動時,再生式環(huán)控生保技術(shù)被列為空間站重大關(guān)鍵技術(shù)之一。
從2010年論證設(shè)計開始,環(huán)控生保團隊組建起一支平均年齡不到28歲的再生生保關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)隊伍。他們以“沖刺的速度進行長跑”,十年磨一劍,相繼攻克了電解制氧、二氧化碳去除、微量有害氣體去除和水處理、尿處理等再生生保子系統(tǒng)多項關(guān)鍵技術(shù),成功研制出空間站環(huán)控生保再生系統(tǒng)。
經(jīng)過10余年的刻苦攻關(guān),再生生保系統(tǒng)由理論變成工程產(chǎn)品。對環(huán)控生保團隊來說,這只是萬里長征的第一步。再生生保系統(tǒng)產(chǎn)品在空間站要運行數(shù)千個日日夜夜,環(huán)控生保團隊要保持24小時在線,不間斷跟蹤測控,并根據(jù)下行參數(shù)對系統(tǒng)做出故障判斷和進行健康管理,便于第一時間進行跟蹤服務(wù)。
“我們一直都在,你們放心,有問題可以隨時進行天地連線及時處理?!边@是環(huán)控生保團隊的口頭禪,也是讓在軌航天員最安心的一句承諾。
“系統(tǒng)的可靠性和產(chǎn)品的一貫表現(xiàn),讓我們可以安心地工作和睡覺。感受不到它們的存在,就是它們最好的狀態(tài)?!痹诳臻g站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段,執(zhí)行神舟十二號任務(wù)的航天員湯洪波這樣評價再生生保系統(tǒng)。
讓乘組安心的背后,是環(huán)控生保團隊時時懸著的一顆心?!爸灰a(chǎn)品在天上運行,我們的心就一直放不下來。要做到讓航天員百分之百放心,我們就必須做到產(chǎn)品百分之百可靠?!杯h(huán)控生保室主任說。
環(huán)控生保室主任才40多歲,頭發(fā)已白了一半。每天晚上睡覺時,他都要特意佩戴一個電話手表,防止夜里熟睡時錯過緊急電話,也避免電話鈴聲打擾到家人休息。
環(huán)控生保團隊最關(guān)注的是空間站的大小便裝置。這個系統(tǒng)一旦出現(xiàn)問題,留給他們處置的時間特別短。
截至目前,再生生保系統(tǒng)已經(jīng)在軌穩(wěn)定運行600多天。中國空間站實現(xiàn)了氧氣資源100%再生,尤其是新研制的二氧化碳還原系統(tǒng)在神舟十四號任務(wù)中成功應(yīng)用,提升了空間站水資源閉合度。據(jù)悉,中國空間站的物質(zhì)閉合度和能耗比達到國際領(lǐng)先水平。
再生水,是環(huán)控生保團隊通過尿液、汗液等水分提取出來的純凈水。中國載人航天工程總設(shè)計師周建平表示:“在再生生保系統(tǒng)中,尿處理技術(shù)是最難攻關(guān)的?!?/p>
如今,航天員在軌飲用水基本都由再生水提供。據(jù)航天員透露,再生水口感與純凈水并無兩樣。
用心鋪就出艙之路
2022年9月2日0時33分許,經(jīng)過約6小時的出艙活動,神舟十四號任務(wù)乘組密切協(xié)同,完成全部既定任務(wù),出艙活動取得圓滿成功。
飛控大廳內(nèi),響起航天員出艙活動“曙光”指揮的聲音:“為你們的精彩表現(xiàn)和協(xié)作精神點贊!讓我們以美麗的地球為背景,記錄下這珍貴的一刻?!?/p>
初次進行艙外作業(yè)的指令長陳冬難掩激動:“這是航天員第一次從氣閘艙出艙,也是第一次使用小機械臂,更是我和戰(zhàn)友第一次出艙活動。我們感受到了艙外的美景,感受到了出艙的不易,感受到了中國空間站在不斷壯大?!?/p>
盡管乘組每次執(zhí)行出艙任務(wù),都會面臨新的挑戰(zhàn),但他們始終淡定從容。這不僅僅是因為他們在地面經(jīng)歷了大量出艙活動專項訓(xùn)練,也因為他們在太空的每一步操作都有“曙光”指揮在指引。
一句“曙光明白”,意味著“曙光”指揮必須熟悉出艙活動整個流程和設(shè)計,熟練掌握操作的關(guān)鍵點和難點;同時,“曙光”指揮還要全面掌握排除故障的相關(guān)預(yù)案,迅速指揮航天員進行相應(yīng)處置。
“曙光”指揮的背后,是一支由精銳力量組成的出艙活動支持小組。這個小組由航天員系統(tǒng)牽頭,航天員系統(tǒng)總設(shè)計師黃偉芬擔(dān)任組長,匯集了相關(guān)系統(tǒng)崗位支持人員。
針對空間站階段出艙活動任務(wù)復(fù)雜的特性,該中心形成了一套新型組織指揮模式。他們和航天員進行了多次演練,完成了一整套相關(guān)頂層設(shè)計方案作為實施出艙活動的依據(jù)。
航天員執(zhí)行出艙任務(wù)時,出艙活動支持小組和“曙光”一起,密切關(guān)注出艙進展,不斷進行溝通交流,必要時現(xiàn)場給出決策意見。
空間站首次出艙活動中,由于一米多長的操作臺一直搖擺不定,航天員劉伯明單手操作安裝非常吃力。多次嘗試未果后,劉伯明提出將其拆除后分段安裝。“曙光”指揮迅速請示出艙活動支持小組組長黃偉芬,經(jīng)小組成員決策后一致同意這一方案。
事后,劉伯明說:“沒想到,你們這么快就給出意見。這個模式非常高效!”
打一仗,進一步。每一次出艙活動后,出艙活動專班都及時總結(jié),不斷改進活動設(shè)計、組織實施的模式。如今,他們已經(jīng)形成一整套成熟的設(shè)計方案。
《出艙活動操作手冊》是航天員出艙活動的整套規(guī)范,一共有8冊數(shù)百頁。該中心總體室人員參與了手冊的大部分編寫工作。時間緊,任務(wù)重,他們沒日沒夜泡在辦公室里,實在太困了,就坐在椅子上睡幾個小時,兩三天不回家是常態(tài)。最長一次,一名工作人員連續(xù)5天沒離開過辦公室。
神舟十二號任務(wù)發(fā)射前,總體室一名專家參加完出艙演練后,回辦公室時突然暈倒在地。緊急送往醫(yī)院后,醫(yī)生診斷他為勞累過度,建議住院觀察。
“不行,我今晚手頭有個文件必須修改出來。天上的事,等不及!”夜里11點,這名專家輸完液感覺緩解多了,執(zhí)意要求回單位。等他加完班后,已是第二天凌晨。
出艙活動的成功不僅得益于航天員的出色表現(xiàn),得益于航天員支持管理團隊的有力指揮,也得益于“飛天戰(zhàn)袍”——艙外航天服的出色表現(xiàn)。
眾所周知,艙外航天服是航天員能夠順利進行艙外作業(yè)的護身鎧甲。艙外航天服更像一個人形飛船,能夠抵御外太空的高低溫和高輻射等。它既能給走出艙外的航天員提供安全有效的環(huán)境防護,還可以在密閉環(huán)境中給航天員提供環(huán)境控制和生命保障。
翟志剛首次執(zhí)行太空出艙任務(wù)時,穿著的是第一代“飛天”艙外服。與之相比,新一代“飛天”艙外服在使用壽命、工效性能、安全可靠性等方面都有較大提升。
在空間站首次出艙活動中,新一代艙外服的能力得以驗證。劉伯明稱贊艙外服表現(xiàn)完美,達到了人服合一的效果。
執(zhí)行出艙活動前,艙外服支持崗的工作人員要進行一系列測試,確保供氧、供電、供水、通信等功能正常。服裝氣密性檢查是重點項目,因為它直接影響到任務(wù)成敗甚至航天員的生命安全。出艙活動中,工作人員仍然要嚴(yán)密觀察艙外服的各項性能指標(biāo)是否正常。
迄今為止,神舟十二號至神舟十四號3個任務(wù)乘組已經(jīng)執(zhí)行了7次出艙活動,進行了大量艙外作業(yè)。他們先后在節(jié)點艙、氣閘艙出艙,驗證了新一代艙外服的功能,驗證了機械臂協(xié)同合作能力,并首次在“T”字構(gòu)型上進行出艙活動,首次搭建起三艙間艙外行走的“天橋”,首次實現(xiàn)跨艙段艙外行走……
悉心保障日常生活
飛行1分鐘,牽掛60秒。航天員在天上的每一分每一秒,都浸潤著航天員支持管理團隊無微不至的關(guān)愛。
他們每天的工作如何安排?吃得好不好?身體有沒有不舒服?每天鍛煉效果如何?跨越天地,該團隊始終將乘組在軌安全和健康緊緊握在手中。
在航天員支持中心大廳內(nèi),大屏幕上顯示著空間站各攝像頭下的實時畫面和一日工作計劃。該團隊20余人在各自崗位上緊張有序地忙碌著。
“進入測控區(qū),進行血液檢查……”飛行事件管理崗位人員實時觀察并記錄航天員一天的各項動作;環(huán)控生保崗位人員密切關(guān)注各類環(huán)控數(shù)據(jù);“曙光”醫(yī)生崗位人員記錄航天員相關(guān)生理數(shù)據(jù),評估和判斷他們的健康狀況,指導(dǎo)支持航天員開展常規(guī)醫(yī)學(xué)檢查和定期醫(yī)學(xué)檢查;失重防護崗位人員根據(jù)航天員鍛煉情況,實時評估航天員對抗失重的防護效果;醫(yī)學(xué)實驗支持崗位人員實時輔助航天員操作實驗和判讀數(shù)據(jù)……
“給你們準(zhǔn)備的節(jié)日盲盒找到了嗎?”“最近狀態(tài)怎樣,心情還好嗎?”該團隊的牽掛和關(guān)心通過無線電波定期抵達蒼穹之上。
“丁零零……”每一次從天而降的求助電話響起,無論何時,地面崗位人員都會“秒接”。
2022年除夕,中國人首次在太空過大年。神舟十三號任務(wù)乘組一早就貼“?!弊?,寫春聯(lián),掛燈籠,晚上還吃到了香噴噴的餃子。
“團團圓圓合家歡”“錦上添花年年高”“竹報平安”……工作人員為航天員的年夜飯精心設(shè)計菜譜,每一道菜的名稱都飽含著祝福和年味。
“設(shè)計這些菜譜名,可讓我們想破了腦袋!”航天營養(yǎng)與食品室主任笑稱。他們研制出120多種空間站航天食品,并按照航天員口味喜好,進行了個性化調(diào)制。
航天員在太空過節(jié)或者過生日,都會收到中國航天員中心科研人員給他們事先準(zhǔn)備好的節(jié)日盲盒和生日禮盒。不僅如此,每逢生日或者節(jié)日,航天員支持管理團隊都會精心準(zhǔn)備,組織航天員和家人們天地共同慶祝。
每天早上,他們迎著朝霞上崗,給航天員送去第一聲早安,陪他們度過充實的一天;每天晚上,他們給航天員道完晚安,看著他們安心睡去,再頂著星星悄悄回家;部分崗位人員一直留守到第二天早上……
“地面支持人員180多天守護,不分白天和黑夜,24小時陪護,有問題直接找地面。”神舟十三號任務(wù)乘組指令長翟志剛返回地球后深情地說,“飛行之前,我主動找地面支持人員溝通說,我不能保證這180多天都有一個好心情、好狀態(tài)。哪天我態(tài)度不好的時候,不要往心里去?!?/p>
當(dāng)時,地面工作人員一再表示:“你們想怎么說就怎么說。我們會拿出百倍耐心對待乘組。”
“他們是這么說的,也是這么做的,而且做得非常好。”翟志剛為地面支持人員真誠點贊。
神舟十四號任務(wù)乘組返回地球前一天,特意從中國空間站發(fā)來溫暖致謝——
“183個日夜不辭辛勞的守護,4000多個小時及時專業(yè)的支持,20多萬分鐘時刻不停的牽掛,你們用專業(yè)、奉獻為我們保駕護航!”指令長陳冬向地面支持人員致敬。
“忘不了,每次詢問時,你們及時有效的回應(yīng);忘不了,每分每秒你們專注指標(biāo)的關(guān)心;更忘不了,每次重大任務(wù)前你們貼心的提醒。任務(wù)的成功,離不開你們?nèi)娜獾闹С郑 焙教靻T劉洋充滿深情地回憶起地面團隊對他們無微不至的關(guān)心和支持。
“擬流程、定預(yù)案、細操作、勤協(xié)同,我們配合得天衣無縫、親密無間。天地間永不斷線的電波,見證了我們共同的努力!”航天員蔡旭哲真誠地說。
“我們是一家人?!闭珀惗谝曨l里所說,中國航天員中心是培養(yǎng)航天員的搖籃,也是保障航天員飛行的大后方。精湛指揮、精準(zhǔn)研判、精心支持、精細保障,是該中心保障在軌任務(wù)的工作宗旨。
自空間站任務(wù)開啟以來,該中心航天員支持管理團隊已經(jīng)駐守600余天,迎來送往一批批飛天乘組。如今,他們繼續(xù)守護著神舟十五號任務(wù)乘組在軌的每一天。
圖①:2022年11月30日,神舟十五號任務(wù)乘組與神舟十四號任務(wù)乘組勝利“會師”太空,留下歷史性合影。圖片由乘組提供
圖②:2021年4月29日,再生生保系統(tǒng)首次在中國空間站運行,航天員中心相關(guān)專家正在嚴(yán)密監(jiān)控并進行交流討論。孫 偉攝
圖③:2022年6月5日晚,神舟十四號任務(wù)乘組進駐中國空間站,航天員中心航天員支持管理團隊人員鼓掌。孫 偉攝