來源：中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站

中央紀委國家監(jiān)委網(wǎng)站 王珍

8月31日，中國載人航天工程辦公室官方發(fā)布神舟十二號航天員在軌拍攝的高清大圖。圖為8月24日晚上9點41分，太平洋上空，核心艙組合體的太陽能帆板如同引領中國航天邁向浩瀚宇宙的指針，指向更遙遠燦爛的未來。據(jù)了解，太陽能帆板是“太空電站”的重要組成部分。（視頻截圖）（聶海勝/中國載人航天工程辦公室/CCTV+/視覺中國）

被稱為“太空出差三人組”的聶海勝、劉伯明、湯洪波在距離地表上空400千米處打造的“太空家園”，進行了近三個月的工作生活。如今，“太空出差三人組”已進入返航倒計時。在軌駐留近三個月時間里，他們的一舉一動一直備受世界關注。與以往相比，航天員的太空生活有了很大變化：

夠大——艙內活動空間從天宮一號的15立方米提升到了整站的110立方米，從“筒子樓”搬進了“豪宅”，“三室一衛(wèi)”，外加“太空實驗室”“太空廚房”“太空健身房”“太空醫(yī)院”，等等。

夠便捷——從“站睡”到“躺睡”，并且可以在包裹式淋浴間手持噴槍把自己擦拭干凈，更加便利地進行“天地對話”，實現(xiàn)了“睡覺自由”“沐浴自由”“通話自由”。

夠智能——有了移動WiFi，配備手持終端，航天員可通過APP調節(jié)艙內照明環(huán)境。

……

一系列變化背后，也是一項項關鍵技術的突破。記者帶您一起了解哪些“黑科技”為神舟十二號乘組在空間站的精彩生活保駕護航——

水汽、尿液等循環(huán)再利用產生的水約占航天員用水的八成

在太空怎么喝水，是航天員們經(jīng)常被問及的問題。這件在我們日常生活中輕而易舉的事情，在太空上卻變得復雜和困難。

在“開學第一課”以及前不久舉辦的“時代精神耀香江”之仰望星空話天宮活動中，正在“出差”的航天員們實時展示了如何喝到游離的太空水。

眾所周知，水是生命之源。那么，在無水的太空環(huán)境中，航天員們的用水從何而來？

記者了解到，太空用水并非源自同一個渠道。

根據(jù)載人航天器的型號和任務不同，其來源也不同：對于短期的在軌駐留任務，主要是直接攜帶；而中長期在軌駐留任務，則涉及利用環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)對水資源進行循環(huán)利用。

此次，神舟十二號乘組三個月的在軌駐留時長就屬于中長期任務。除了在神舟十二號飛行任務開始前，“快遞小哥”天舟二號貨運飛船先行為航天員運送的補給中包括的10余個軟體水囊外，還需要通過自行生產和循環(huán)再利用方式獲取水。

自行生產方式主要是使用燃料電池生成水。氫和氧在催化劑作用下，分別在兩個電極上氧化成水。這種水先經(jīng)過冷卻器冷卻，使溫度下降到18至24℃，然后進入銀離子消毒器經(jīng)凈化處理送入貯水箱。#p#分頁標題#e#

而循環(huán)再利用方式，則是通過空間站的環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)。依靠這一系統(tǒng)，可以在空間站通過冷凝干燥組件收集航天員呼出的水汽，再通過凈化裝置轉為可供飲用的再生水；尿液也能收集處理為蒸餾水，經(jīng)雜質過濾、去除離子污染物、去除有機物等過程后，轉化為可飲用的再生水。

據(jù)中國航天員中心航天員系統(tǒng)副總設計師王春慧介紹：“再生式生命保障系統(tǒng)，關系到中國空間站將來能不能可持續(xù)運行，是真正在軌運行下去的一個非常關鍵的技術。”

而全面驗證包括再生生保系統(tǒng)在內的航天員長期駐留保障技術，也是神舟十二號飛行任務之一。

從再生生保系統(tǒng)運行的頭一個月情況來看，三名航天員每天大概需要的水是11到12升，其中通過再生生保系統(tǒng)生成的水約有9升，水資源閉合度達到了80%，再加上二氧化碳還原所產生的水，閉合度可達90%以上。

除了水的循環(huán)利用，再生生保系統(tǒng)還包括電解制氧、二氧化碳的去除、微量有害氣體的去除等子系統(tǒng)。

此前，環(huán)控生保團隊算了這樣一筆賬：如果不采用再生生保系統(tǒng)，三名航天員在軌一年大約需要氧氣瓶83個、重量2.2噸，需要應急二氧化碳凈化器130個、重量也是2.2噸，還有微量有害氣體的凈化設備、水箱等，涉及物資合計約7.5噸。而使用再生生保系統(tǒng)后，僅需有關物資1.1噸?！翱梢娫偕Ｏ到y(tǒng)對于整個空間站的長期運行來說，是非常重要的，而我們這個技術目前通過在軌驗證還是非常好的?！蓖醮夯壅f。

太空醫(yī)院適時監(jiān)測健康狀況，太空空調過濾異味制造氧氣

采血、眼底檢查、超聲檢查、骨密度測試……在公開的視頻中，三名航天員進行健康狀況監(jiān)測的場景，引起廣泛關注。

在太空中，航天員的身體健康狀況尤為重要，設計人員打造了專門的“太空醫(yī)院”為他們保駕護航。

對于航天員身體健康狀況的監(jiān)測，從他們出征那一刻便開始了。監(jiān)測設備便是在出征儀式上佩戴在航天員大腿外側的兩個銀灰色盒子，它們分別是生理信號測試盒、心電記錄裝置。

生理信號測試盒，可實時檢測航天員飛行過程中的心電、呼吸、體溫等生理指標，下傳至地面指揮中心，由地面醫(yī)護人員進行診斷。心電記錄裝置，用于心電信號的采樣與存儲，待航天員返回后分析其心電數(shù)據(jù)。

6月17日，電視里反復播放著三名航天員出征時的鏡頭，中國航天科工集團航天三江紅峰公司副主任設計師唐輝既興奮又緊張。他告訴記者，他參與設計的這兩樣“太空醫(yī)院”產品，成為最先了解三位航天員身心健康狀況的“人”。

而在核心艙，除了對艙內溫度、濕度、空氣壓力、微重力環(huán)境等進行實時監(jiān)測的設備之外，還安裝了很多監(jiān)測航天員身體狀況的醫(yī)學監(jiān)測設備。比如，常規(guī)醫(yī)監(jiān)設備可以為航天員在長期飛行中的生理健康狀態(tài)和功能提供全面有效的醫(yī)學監(jiān)督和保障；睡眠監(jiān)護儀能夠采集航天員睡眠時產生的多路生理信號，為航天員睡眠質量做定期評價提供數(shù)據(jù)；無創(chuàng)血液動力學監(jiān)護儀能夠實現(xiàn)對航天員一導心電和二導脈搏的無創(chuàng)監(jiān)測，協(xié)助完成航天員的脈搏量、心排量、外周血管阻力等各項血液動力學參數(shù)的健康監(jiān)督。#p#分頁標題#e#

如果航天員出現(xiàn)肌肉疲勞，“太空醫(yī)院”的“太空按摩儀”還可提供按摩服務，對航天員進行電脈沖刺激，協(xié)助航天員進行肌肉疲勞恢復和肌肉力量訓練。至于航天員的心理狀況，“太空醫(yī)院”還會把相關指標發(fā)送到地面，由專家適時進行心理干預。

不僅如此，設計人員還打造了“太空廚房”“太空健身房”“太空空調”等，為航天員的身心健康保駕護航。

米飯、魚香肉絲、宮保雞丁、紅糖糍粑、干果……記者了解到，為保證航天員吃得好，空間站配備了120多種航天食品，有葷有素、有主有副。雖然不能像在地面上一樣現(xiàn)炒現(xiàn)吃，但“太空廚房”配備的熱風裝置、微波加熱裝置、冰箱等，足以保證讓航天員吃上美味的家鄉(xiāng)菜。

據(jù)介紹，由于太空失重環(huán)境的影響，短期航天飛行后，人會損失10%至20%的肌肉，如不采取積極健身的對抗措施，在長期飛行中肌肉可能丟失50%?！疤战∩矸俊迸鋫涞呐懿綑C、健身車、拉力器等健身器械，就是防止他們肌肉萎縮和骨質流失、保障他們生命健康的重要手段。“太空空調”則為航天員們提供了更宜居的環(huán)境。

太空生活更加舒適的背后，離不開技術的強大支撐。

以太空冰箱為例。食品冷藏設備應用于航空航天領域，不僅要克服發(fā)射升空過程中的強烈震動沖擊，同時還要克服太空微重力環(huán)境下傳熱機理及均勻溫度場的難題。對此，科研人員實現(xiàn)了抗震性能、制冷效率等方面的技術突破，才能為航天員長期在軌駐留生活提供食品低溫存儲服務。

“飛船中液路截止閥和氣體流量調節(jié)閥是‘太空空調’的主要組成部件。”唐輝告訴記者，液路截止閥是開啟或截止內回路部分分支流量，以調整內回路中的不同工作狀態(tài)；氣體流量調節(jié)閥功能是通過閥門開口量的調節(jié)，讓艙內的氣體流動起來，實現(xiàn)對艙內溫度的控制，保證艙中航天員具有合適的溫度環(huán)境，“通?？刂圃?0多度”。除此之外，“太空空調”系統(tǒng)，還有過濾異味與顆粒物、制造氧氣等功能。

空間站W(wǎng)iFi覆蓋，通信鏈路的下行速率與5G相當，時延僅為秒級

如同PS調色的紅色湖水、來自大西洋的最后一滴眼淚、時隔九年再見的“曲線”……9月9日，神舟十二號航天員第二批在軌拍攝的高清圖片出爐，讓我們再次領略了壯美地球。

此前，航天員還多次與地面進行畫面清晰、聲音響亮的“天地對話”，拍攝并傳回高清圖片、vlog等。這些跨越時空的通信之所以能夠實現(xiàn)，離不開空間站、天鏈中繼衛(wèi)星和地面站的共同參與。

在我們的生活中，WiFi的重要性不言而喻。設計師們在之前的總體設計方案上不斷升級，采用全新的信息技術，讓空間站也實現(xiàn)了WiFi覆蓋。這一設計大大提高了航天員太空生活的便利性和舒適度。#p#分頁標題#e#

6月18日上午，在空間站里的第一個早晨，三名航天員就干了一件讓許多網(wǎng)友都非常熟悉的事——給空間站安裝無線WiFi設備。

據(jù)介紹，天上的網(wǎng)和地上的網(wǎng)是連成一體的，有了WiFi之后，航天員就可以和地面人員，甚至是他們的家人進行順暢溝通和視頻通話。

有著航天員“女教頭”之稱的中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設計師黃偉芬此前在接受采訪時就表示，除了日常的科研工作外，航天員在閑暇的時間里，可以聽音樂、玩游戲、看視頻，實時觀看電視直播，也可以隨時給地面打電話?！翱梢钥葱侣劼?lián)播，而且是實況直播；還可以和家人、朋友、同事通電話，通過局域網(wǎng)絡給地面發(fā)送文字短信、圖片、視頻等等?！秉S偉芬稱。

記者了解到，在天和核心艙，10余臺有線和無線網(wǎng)絡攝像機、有線和藍牙耳機、手機、筆記本電腦等都可作為網(wǎng)絡終端。這些終端將采集到的圖像和語音數(shù)據(jù)等通過有線網(wǎng)絡或無線WiFi連接至艙內以太網(wǎng)交換機，通過高速通信處理器經(jīng)中繼鏈路傳輸?shù)降孛?。就好比在地面上，我們打電話、發(fā)短信要通過手機天線一樣，空間站與地面的聯(lián)系，絕大部分靠核心艙上的中繼天線完成。通信鏈路的下行速率是1.2G，與地面5G通信速率相當。中繼衛(wèi)星地面站實時接收太空數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳到北京航天飛行控制中心，再根據(jù)不同標識進行自動分發(fā)，時延僅為秒級。

將新技術應用在空間站，是中國空間站相較于其他在軌空間站的一個獨特優(yōu)勢。

基于空間站的WiFi網(wǎng)絡，一些“接地氣”的技術在中國空間站上也得到了應用，航天員在艙內工作生活的舒適性方面有了大幅提高。如智能家居技術。每名航天員都配備有手持終端，他們可以根據(jù)個人需求，通過APP調節(jié)艙內照明環(huán)境，遠程控制“太空廚房”的微波爐等。如設置私密語音通道，讓航天員可以跟家人說上“悄悄話”。

還有從有線大耳機到無線內嵌式骨傳導耳機的變化。航天員們佩戴著小巧精致的骨傳導耳機，連接手機藍牙后，再通過WiFi連接艙內設備，方便他們在各個艙段相互通話、在任何位置與地面通話，不僅語音效果更好，而且久戴不痛，不會導致聽力下降……

這些技術在民用領域很普遍，但是在太空中在軌使用，仍需要經(jīng)過一番改造。而這一切都是為了保障長期飛行的航天員有效地工作、舒適地生活，這是我國載人航天工程技術的進步，也是理念的進步。