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神舟九號與天宮一號交會對接任務中,航天員將在軌停留13天,這是中國載人航天飛行由短期向中長期過渡的重要里程碑。
13天的太空生活,航天員的衣食住行到底怎麼樣?
穿:爲女航天員訂製新型號航天服
曝光率最高、最爲大衆熟知的航天員標誌性服飾,當屬藍白相間的航天服。航天服按功能分爲艙內航天服和艙外航天服。
“艙內航天服主要在飛船上升段、返回段及交會對接階段穿着,一旦飛船座艙發生泄漏,壓力突然降低,服裝內就會立即充壓供氣,並能提供一定的溫度保障和通信功能。”航天員系統副總設計師李譚秋介紹說,由於神舟九號航天員沒有擔負出艙任務,這次並沒有安排艙外航天服。
與神七航天員的航天服相比,神九航天員的航天服並無太大區別。但是由於女航天員的加入,艙內航天服進行了相應改進。
“以前根據第一批航天員的體型定做了兩批型號,可以覆蓋這一批的所有男航天員,但是這兩個型號都不適合女航天員穿着。這次花了很大力氣進行了針對性改進,專門爲女航天員設計了一個新的型號。”李譚秋說,對於航天服而言,能夠保證穿着時能夠自如活動非常重要,改進後的航天服十分適體,穿着後手指部位能夠靈活活動,可以對儀表、拉桿進行自如操作。
李譚秋介紹說,這次飛行任務除了艙內航天服外,還爲航天員準備了多種常服,包括內衣、工作服、對抗微重力的“企鵝服”、空間運動服等等,其中大多數將隨飛船一同上天。
“空間運動服跟地面的運動服沒有什麼差別,但是在舒適度上會有特別考慮。運動的時候怕出汗,要求速幹,因此要給航天員乾爽感。”李譚秋說,這次航天員的空間運動服是藍色的,男女樣式基本一樣,都是圓領套頭T恤搭配短褲。
針對女航天員的特點,天宮一號上還考慮了私密性的需求,“"天宮"內有個簾,方便女航天員更換衣服,希望最大限度地令航天員的太空生活自如、舒適。”李譚秋說。
吃:50多個種類保證航天員吃得香
航天員系統總指揮陳善廣說,在天上吃得好不好、睡得香不香,直接影響到航天員的心情和健康。“連續吃十幾天的航天食品,很容易產生厭倦感,吃不好、睡不着,就沒辦法工作。”
陳善廣說,爲保障這次飛行任務,中國航天員科研訓練中心精心設計了5大類50多種食品,在品種、花樣、味道上都做了多種嘗試,還請航天員在地面進行品嚐、提出意見,“食譜4天輪換一次,可以保證航天員在天上吃到熱騰騰、香噴噴的飯菜。”
航天員的味覺在太空也會有變化,容易出現食慾不振的情況,因此也爲航天員特意準備了辣醬等調味品,有助“開胃”。
針對女航天員的特點,航天員中心還特別開發了低脂食品,增加了蔬菜的比重,並根據女航天員的口味和生理狀況準備了甜點、巧克力和一些補血食品。
航天食品儲存在專用的食品儲藏櫃中,用餐前取出加熱。由於微重力作用,食品將用尼龍搭扣等設備固定在餐盤中,航天員將餐盤固定在合適位置後進行就餐。
“我們要保證航天員在吃的問題上沒有後顧之憂,也要充分發揮和利用中國食品的文化。”陳善廣說,考慮到未來將進行更長時間的飛行,航天員中心在食品問題上下了很大功夫,逐步設計適合中長期飛行的食品。
睡:按北京時間進行作息
太空13天,“住”也是重頭戲。與神舟飛船六七立方米的狹小空間相比,天宮一號上航天員15立方米的活動空間寬敞了很多,更適合長時間居住。載人飛船系統總指揮何宇說,活動空間有兩個睡眠區、一個儀表顯示區、一個空間科學實驗區、一個在軌鍛鍊區。設計和佈局上注重私密性的考慮,航天員可以拉上兩個睡眠區之間的簾子,調節燈光,從而在每24個小時就要經歷16個晝夜的太空中營造出“夜”的感覺。
航天員的睡袋固定在艙壁上,因此航天員看起來是站着入睡的。睡袋外面是淺藍色,裏面是白色,頭部有防護,同時配有防止艙內噪聲和光線的耳罩、眼罩。
航天員系統總體室主任劉偉波介紹說,航天員的太空生活將按照天地同步原則安排,進入組合體運行階段後按北京時間休息和工作。
劉偉波說,在晝夜更替頻繁的太空按照天地同步原則安排任務,白天進行工作,晚上以休息爲主,再進行相應調整,有助於航天員保持健康。
“關於航天員在太空的作息,早在載人航天事業剛剛起步時就進行過研究:在太空,一個晝夜90分鐘,是一次循環好還是多次循環好?研究表明,在近地軌道的飛行中,保持人固有的生物鐘效率最高、健康保持最好。”
“這種框架和安排是合理的,但也存在需要調整和優化的地方。”劉偉波說,因此專門爲航天員提供了地面支持,協助航天員對太空生活進行調整和管理。
“整體上會排一個每日的工作計劃表,但具體怎麼完成,由乘組來協調決定。”劉偉波介紹說,此前的載人航天任務,對任務時間的要求精確到分鐘,是完全程序化的。而這一次更爲人性化,“航天員將按照自身工作節奏和邏輯安排飛行任務”。
航天員剛到一個新的環境會比較興奮,可能出現短期內睡眠不足的情況。中國航天員科研訓練中心航天員醫監醫保研究室副主任蓋宇清說,地面將對航天員進行干預,提醒入睡時間。“如果航天員由於工作太多導致休息時間不足,我們會建議放棄一部分工作,以保證睡眠。”
動:穿“企鵝服”對抗太空微重力
與以往載人航天飛行任務相比,這次航天員的空間駐留時間由幾天增加到十幾天,空間微重力成爲太空生活的頭號“強敵”。“人在失重狀態下長期生活,沒有力的作用,人的肌肉會萎縮。”航天員系統副總設計師李譚秋說,這一次將爲航天員設計一些專門對抗空間微重力的小設備。
純白色的“企鵝服”是其中之一。“"企鵝服"中有很多彈性的帶子,有點像地上的拉力器,航天員穿上後,通過力的作用,實現肌肉的鍛鍊。”李譚秋說,這種失重防護對抗設備可以套在航天員的日常服裝外面,每天訓練一到兩個小時。
航天員回到地面後,耐力會下降,平常很簡單的站立會變得困難,在這一點上女航天員會表現得更爲明顯。“國外載人航天經驗證明,在太空的強化鍛鍊是有效措施,可以減少回到地球后的恢復時間。”李譚秋說。
而作用在大腿部的淺咖啡色套袋則是通過加壓的形式,防止在微重力條件下體液迴流到腿部,導致大腦血液過少而對人體產生不良影響。
兩套“企鵝服”與套袋,在天宮一號發射前就已裝置在目標飛行器中。它們將迎接遠道而來的航天員,爲13天的太空之旅提供身體鍛鍊保障。
樂:太空遊戲也是科學實驗
13天的太空生活未免枯燥,中國航天員科研訓練中心對此設計了一系列娛樂項目。“航天員可以與家人、朋友進行天地間的溝通與對話,他們在太空也需要來自地面的支持。”陳善廣說,電話、電腦帶上了太空,航天員可以在艙內欣賞自己喜歡的電影、電視劇等文藝節目,同時相機也被送上了太空,航天員將親手記錄太空中的場面。
此外,天宮中的每個臥室也都裝有電話,便於航天員們互相聯繫。通過儀表顯示區,航天員可以實現與地面之間的天地雙向可視通話,首次實現跟地面的視頻聯繫。
爲了讓航天員的太空生活更有趣味,天宮上還特意設置了一些小“驚喜”。“我們把一些小東西藏在"天宮"裏,讓航天員自己動手去尋找,希望能給航天員的太空生活創造更多快樂。”蓋宇清說。
航天員在太空中的遊戲項目,有些並不只是簡單的娛樂,而是與科學實驗相關。“航天員很多時候是邊玩邊做科學實驗,檢驗在失重環境下人的操作反應、認知決策的變化。”陳善廣說,這樣的遊戲不僅能獲得科學實驗數據,也使太空生活不再枯燥乏味。