尹懷勤

天宮二號空間實驗室和神舟十一號載人飛船的成功發(fā)射和交會對接，叩開了中國空間站時代的大門。兩名男航天員在太空要工作和生活一個月的時間。在天宮二號上，他們過得怎樣？在微重力的環(huán)境下，他們的生活方式與地面相比有哪些相同和不同之處呢？

宜居的環(huán)境

天宮二號是中國第一個真正意義上的太空實驗室，采用實驗艙和資源艙兩艙構(gòu)型，全長10.4米，最大直徑3.35米，太陽翼展寬約18.4米，重8.6噸，設(shè)計在軌壽命兩年。與天宮一號相比，天宮二號艙內(nèi)改動非常多，不僅增添了很多為空間站驗證任務(wù)研發(fā)的新設(shè)備，還為航天員提供了更宜居的環(huán)境。

航天員在天宮二號生活和工作的空間大約有15立方米。和天宮一號的簡單裝修相比，天宮二號更像是精裝修。艙內(nèi)有適宜的溫度和濕度，密封艙的空氣溫度控制在22℃～24℃、相對濕度45%～55%這一人體最舒服的溫濕度?？蒲腥藛T有意識地把地板和天花板用顏色進行了區(qū)別，墻壁采用了米白色。先前為了防止碰撞，天宮一號的地板和墻壁非常柔軟，但航天員從太空回來后，提出還是硬質(zhì)墻壁和地板好，所以天宮二號實驗艙采用了硬材質(zhì)，使其更加實用化。

實驗艙是一個外部真空、內(nèi)部維持一個大氣壓的結(jié)構(gòu)。為了保障安全性，漏氣量要非常小。天宮二號是金屬結(jié)構(gòu)，但由于功能需要還有觀察舷窗、開關(guān)艙門等，這些都是容易漏氣的環(huán)節(jié)?？蒲腥藛T根據(jù)各種結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了多種密封圈。一般密封圈都存在老化問題，何況太空中溫度變化更加劇烈。他們從密封圈的配方、結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計等多方面下手，又通過大量實驗測試，終于取得了成功。由于艙內(nèi)是有空氣的，航天員互相之間可以直接說話，及時進行溝通。

在內(nèi)部設(shè)施方面，天宮二號實驗艙配備了多功能工作臺，不用時可以折疊，打開后則可以在上面進行電腦操作、閱讀、進餐等。還為航天員配備了筆記本電腦、平板電腦，航天員既可進行工作，又可進行娛樂、閱讀。同時，航天員在太空可以收看電視節(jié)目，與家人進行短信交流。通風(fēng)口也被改造過了，降低了噪音。在睡眠區(qū)，燈光可以進行調(diào)節(jié)，廣播也可以關(guān)閉，航天員可以攜帶一些個人的物品，如家人的照片等。床頭有一個藍(lán)牙音響，可以接收地面?zhèn)鬏數(shù)木o急呼叫，而航天員的頭戴式耳機也改成了無線的。

高標(biāo)準(zhǔn)的飲食

航天員在太空中的飲食為最高標(biāo)準(zhǔn)的航天食品。航天食品從本質(zhì)上講與地面普通食品一樣，都是為人體提供能量和營養(yǎng)的，但空間環(huán)境的不同和航天員生活工作的特點，對航天食品提出了許多特殊要求。首先就是要確保航天食品安全，不能使航天員發(fā)生任何食源性疾病和食物中毒；其次是航天食品及包裝必須能經(jīng)受住航天特殊環(huán)境因素，如沖擊、振動、加速度等的考驗；第三是由于目前所有航天食品都是從地球攜帶到太空的，為了節(jié)省飛船的空間和發(fā)射時的有效載荷，航天食品應(yīng)盡可能重量輕、體積小、營養(yǎng)足。

從營養(yǎng)方面來看，航天食品必須符合失重條件下航天員生理改變的要求。航天飛行會導(dǎo)致航天員骨鈣丟失，肌肉萎縮，紅細(xì)胞數(shù)量減少，食品要針對航天員生理改變指數(shù)對膳食的營養(yǎng)素作適當(dāng)調(diào)整。例如，肌肉萎縮要求食品提供充足的優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)，骨鈣丟失要求食品提供充足的鈣，以及適宜的鈣磷比例和維生素D；飛行初期食品的脂肪含量不宜太高，以免加重空間運動??；為防止心血管系統(tǒng)功能失調(diào)，要限制食品中的鈉而保證鉀的供給。

此外，為了方便航天員在太空失重條件下進食，防止食物在實驗艙內(nèi)四處飄浮，一般把航天食品加工成一口大小，并且食品包裝內(nèi)一般不能有流動的湯汁，也就是所謂的一口吃食品。為了減輕艙內(nèi)的廢物收集系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，航天食品都不含骨、皮、核等殘渣?？紤]到在太空長期飛行中，航天員處于失重狀態(tài)和狹小空間中，食欲容易下降，航天食品還必須種類豐富、花樣繁多，以刺激航天員的食欲。同時，最大程度地考慮到了每名航天員的個人口味，特制了一些太空食品。

航天員從食品柜里拿出食品后，要把裝食品的復(fù)合塑料膜袋剪開一個小口，把叉子或筷子伸進口袋里叉著往嘴里送。如果航天員要喝水，吃湯、羹、汁、果醬時，直接從塑料口袋或牙膏狀的軟鋁管里，一點一點往嘴里擠就可以了。這與地面上的吃喝方式大不一樣。

保證休息與鍛煉

天宮二號繞地球飛行一圈大概90分鐘， 航天員不能遵循地球上日出而作、日落而息的生活習(xí)慣，只好機械地按鐘點安排工作和睡覺。在太空失重環(huán)境中，航天員無論站著、躺著，還是趴著都可以入睡，所以睡覺時可以飄在太空艙里睡，掛在墻上睡，綁在床上睡，也可以吊在梁上睡，靠在桌邊睡。不過，大多數(shù)航天員不習(xí)慣飄蕩著睡。為了安全，航天員一般睡在固定的床上或固定在墻壁上的睡袋里，睡袋拉緊后能給人體施加一定的壓力，使人消除那種飄飄欲墜的恐慌感。

有人睡覺時會把手或腳伸到被子外面，這在地面上看來是很正常的事，可是在太空環(huán)境里，卻是很危險的。由于太空失重，睡眠中人的四肢會不受軀干支配而四處飄動。如果航天員睡著后，失控的手腳萬一無意中碰到了什么開關(guān)、儀器，會造成很大的問題。所以，在太空中睡覺，航天員要把手、腳放進睡袋里，不能露在外面，以避免造成意外危險。

在太空中，航天員的大、小便習(xí)慣也與地面不同。如要小便，他們會使用一個連著管子的漏斗，管子另一頭連著一個能產(chǎn)生吸力的風(fēng)扇，將尿液收存起來。如要大便，他們則會將身體對接到一個排水管的洞上，并將腳伸進固定裝置綁好。排泄物會進入一個獨立的袋子，之后袋子會被密封吸入到收集桶中。也就是說，航天員必須使用一種吸入系統(tǒng)解決大小便問題，尿液有可能在載人航天器的生命供給系統(tǒng)中循環(huán)利用，吸存的糞便被存儲在航天器上，之后待飛船返回時將其運回地球?？蒲腥藛T對天宮二號上的糞便收集容器進行了改進，使其氣壓低于艙內(nèi)，防止氣味擴散，改善了空氣環(huán)境。

航天員還要借助健身車、跑步機等器械在太空中進行體能鍛煉。當(dāng)然，跑步機是特制的，航天員需要用兩根橡皮帶從機器上綁住肩膀才能進行跑步。為保證航天員在微重力環(huán)境下身體機能不衰退，艙內(nèi)還有定期對航天員心血管和身體醫(yī)學(xué)指標(biāo)進行監(jiān)測的儀器。

給力的補給

兩名航天員駐留期間所需要的很多設(shè)備、資源都是由天宮二號先帶上太空的，如氧氣、水等能長期貯存的物資，天宮二號能攜帶的物資畢竟有限，未來若要更好地進行空間實驗和維持航天員在太空長期駐留，便要依靠給力的天舟一號貨運飛船。

按照計劃安排，2017年4月中旬將用長征七號運載火箭發(fā)射天舟一號貨運飛船，與天宮二號對接，開展推進劑補加等相關(guān)試驗。推進劑補加技術(shù)是天宮二號的重要試驗之一，這也是空間站長期飛行必須掌握的重要技術(shù)。如果試驗成功，我國將成為繼俄羅斯之后，第二個掌握在軌推進劑補加核心技術(shù)的國家，對建設(shè)中國空間站并保持其正常運行具有重要意義。

天舟一號貨運飛船由前面的貨物艙和后面的推進艙構(gòu)成，這是其最主要的兩大部分，發(fā)射質(zhì)量為13噸左右，上行貨物運輸重量大于6.5噸，下行運力為6噸左右。下行運力就是要把實驗艙尤其是未來的空間站在長期運營過程中產(chǎn)生的廢棄物運回來，最終在大氣層中銷毀。

人類未來要星際旅行，首要任務(wù)就是解決食物自給、氧氣和循環(huán)水等問題。高等植物培養(yǎng)實驗就是要研究地球上的植物是否可以克服太空微重力等極端環(huán)境的影響，在太空環(huán)境中正常生長。在天宮二號實驗艙內(nèi)，高等植物培養(yǎng)是眾多科學(xué)任務(wù)中唯一的生命科學(xué)實驗。此次天宮二號所搭載的高等植物培養(yǎng)裝置，就將在微重力的環(huán)境下搭建起一個溫度舒適、光照可控的迷你溫室。所種植的是糧食作物的典型代表水稻和綠葉植物的典型代表擬南芥。航天員要按照預(yù)定程序和實際需要進行種植操作。由于這兩種作物都有一定的生長周期，故而不難想象，在以后的適當(dāng)時候，還可能會發(fā)射神舟十二號飛船運載至少兩名航天員升空進入天宮二號實驗室內(nèi)，繼續(xù)進行這一生命再生技術(shù)的實驗，直至獲得最終結(jié)果，并運回地面，以供科學(xué)家們對比分析和研究。

天宮一號在太空中遨游了4年多，相信天宮二號飛行的時間會更長，尤其是在推進劑補加之后。進入太空、探索宇宙是人類永恒的向往和追求，中國正在為此不懈地努力。

【責(zé)任編輯】龐 云