『 五星太空之家 』是如何煉成的？

【新華社北京９月１６日電】（屈婷 喻菲 伍軒）９月１５日，“天宮二號”成功發射升空。十月中下旬，天宮二號空間實驗室將會在距離地面３９３公里的軌道高度上，與神舟十一號飛船交會對接，為航天員組建“太空之家”。

未來，中國將開展航天員中期駐留任務、在軌維修技術試驗任務，以及一系列空間應用科學實驗、航天醫學實驗、空間站技術驗證試驗等任務，夯實建設空間站的基石。

“天宮二號”和“神舟十一號”的締造者——中國航天科技集團公司第五研究院（以下簡稱五院）院長張洪太說：“我們為航天員打造‘五星太空之家’，讓他們在遙遠深空體會到‘家’的舒心和溫暖，能夠更為安全、高效、愉悅地投身各項飛行試驗任務中。”

高智能“大腦”ＳｐａｃｅＯＳ２

說起航天器的智能化“大腦”，人們總會聯想起無機質的聲音、無處不在的自動化裝置。有時，它們還會有性格，可愛或憂鬱，是航天員們太空冒險的“左膀右臂”。

拋開科幻小說和影視作品的“腦洞”，現實中，“天宮二號”的ＳｐａｃｅＯＳ２操作系統絕對滿足你對“高智能”的想像。它可以自主地進行航天器飛行軌道、姿態調整、運行狀態的智能化診斷，以及遙測下傳、地面遙控指令的執行。

ＳｐａｃｅＯＳ２系統還可以實現“一心多用”。它能同時管理運行幾十個任務，並具備著從三台互為備份的計算機中發現錯誤、下達正確指令的“三機容錯”功能。這在真正意義上實現了多臺計算機在故障時的無縫切換，為航天員在太空工作生活提供了有力的生命保障。

有趣的是，太空探索與科幻想像在某種程度上的互相借鑒，在ＳｐａｃｅＯＳ２系統上也有體現。就像很多飛船的人工智能一樣，ＳｐａｃｅＯＳ２系統有一個非常舒適、直觀、清晰的顯示界面。工程師們稱之為“太空高智能ＡＰＰ”——儀錶控制器應用系統。

這個界面整合了航天器十多個分系統的所有數據，把複雜、晦澀的專業數據濃縮成為５２組畫面，實現了在軌海量信息的圖形、文字、動畫的智能化處理與顯示，極大降低了航天員在軌操作的負擔和難度。

快速更換的“模塊”單元

在家千般好、出門萬事難。“天宮二號”在入軌中，就面臨著發射過程中高低溫交叉“冰火兩重天”、劇烈震動的挑戰。萬一，艙內的設施壞了怎麼辦？

答案是快速更換的“模塊”單元。比如說，像供配電、熱控、數據管理等重要的系統，都實現了高度集成化模塊設計。一旦發生故障，技術人員像插拔Ｕ盤一樣，快捷地拔下損害的部件，插上一個新部件後，設備恢復了正常運轉。是不是很像科幻電影裏的場景？

特別是智能配電單元，承擔著整個艙內的電力供應，是確保生命安全的重要設施。“天宮二號”上首次採用了“插拔式”的結構設計，在地面的模擬試驗中，技術人員只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。

“健身神器”骨丟失對抗儀

“天宮二號”和“神舟十一號”合體後，這個太空“兩居室”該怎麼分配呢？五院“天宮二號”總設計師朱樅鵬透露說，航天員吃飯、生活在神舟飛船內，工作、娛樂及鍛鍊身體在“天宮二號”內，再加上單獨的睡眠區、垃圾存放區，組合體的空間被緊湊地格成了多個功能區。

等等，鍛鍊身體？在地球上，一個月不健身不是很常見嗎？為什么要在“寸土寸金”的太空艙內，專門為航天員辟出健身區呢？

原來，在太空失重環境下，人的身體發生一種失重生理效應，產生諸多不適應的感覺，還會影響到健康。其中，很重要的一點就是會導致骨質疏鬆。

於是，為航天員量身定制的“健身神器”——骨丟失對抗儀就誕生啦。顧名思義，它是對抗骨質疏鬆的利器。有趣的是，它還是“中醫”療法：通過敲打人體小腿部位相應穴位，刺激骨骼、改善血液循環，保障骨骼健康。

跑步機、“動感單車”……在“天宮二號”大約１５立方米的工作、生活區裏，這個專門供鍛鍊身體用的地方叫“跑臺”。為了節約空間，它和工作用的“多功能平臺”都被巧妙地設計成折疊收納，以最大程度地利用空間。

與家人私密通話的“雲插座”

私密、溫馨，是“太空之家”宜居的關鍵。從整體上看，“天宮二號”用米白、深灰和天藍色裝點：墻是米白色的，底部是深灰，工作臺等面板則是天藍色。多層次的顏色劃分，給人清爽的感覺。

在“夜晚”，“天宮二號”採用了米黃色的照明。在睡眠區，不僅設置了床前燈，燈光最低亮度也進行了再調低，照度範圍進行了調整，幫助航天員安眠。

值得一提的是，睡眠區裏還增加了“雲插座”，可供航天員與家人進行私密通話。借助天地鏈路，航天員在軌時，不僅可以與地面視頻互動，還能閱讀電子書或期刊、看電視新聞和比賽。設計人員還貼心配置了可以外放的音響設備。

對於之前“天宮一號”的軟質內飾，航天員反映說“一踩一個坑”，在失重狀態下，不能很好地借助踩踏內部結構的反作用力。如今，“天宮二號”全面採用了輕量化的硬件材料。

此外，“太空之家”的多個區域還增加了不少硬質扶手，並貼心地引入了駐留腰帶、頭戴式無線藍牙耳麥等人性化設計，解放了雙手，讓航天員在艙內更輕鬆自如地開展工作。

暗藏玄機的“幕後衛士”

在我們的想像中，太空艙是靜謐的。其實，由於工作艙裏的一些設備需要日夜不停地工作，密封的太空艙內是充滿噪聲的。此外，長期駐留在一個相對狹小的空間，對於航天員的心理、生理舒適度都是巨大考驗。

因此，“天宮二號”的“五星級”裝修不僅是以人為本，更有應對複雜太空環境的“小心機”呢！

目前，“天宮二號”生活區和儀器區的噪聲指標，嚴格控制在了５０分貝這一適宜的程度。秘訣就是“雙管齊下”：一方面降低噪音源頭，比如把設備分區安裝；一方面在傳統結構上佈置一些吸能環節，優化了消聲裝置。

熱控系統和環控檢測裝置是密封艙空氣品質的“雙保險”。表面上看，熱控系統像我們熟知的家用空調一樣，保證密封艙的空氣在人體最舒適的區間：溫度２２～２４℃，相對溼度４５％～５５％。但其實，它最大的亮點在節能！

“天宮二號”的熱控系統堪稱節能標兵：利用外太空的冷、密封艙內儀器設備的熱，通過內部、內外循環利用，實現了熱量的高效利用。以“天宮二號”的空間計算，正常的空調約需要１２００瓦的功率，而熱控系統僅僅２２０瓦就搞定了！

此外，環控檢測裝置將２４小時不停地監控二氧化碳、己醛等２０多種有害氣體及有害微生物的濃度。一旦超過預警值，就會及時提示航天員處理。

朱樅鵬說，“天宮二號”最初是“天宮一號”的備份產品，但隨著它被賦予新的使命，中國科學家極盡所能、集智攻關，“好、快、省”地完成了全面改裝和升級。

如今，這個直徑３米多的薄壁“太空堡壘”，正攜帶各種“神器”，圍繞地球寂靜地公轉，靜待“太空之家”完成的一刻。