設計師揭秘天宮二號怎么實現空中加油？

昨天下午，執行神舟十一號載人飛行任務的兩名航天員景海鵬、陳冬通過天地遠程醫療會診系統，成功實現了航天員和航天員支持室、遠程醫療會診中心、地面支持醫院四方聯動，打通了天地協同遠程醫療會診所需的數據傳輸鏈路，驗證了我國首個天地遠程醫療會診系統，預示著我國航天員中長期在軌飛行醫學保障能力得到顯著提高。

“我是曙光醫生，請按照手冊開始常規醫學檢查和無創心功能檢查。”“我是會診醫生，常規醫學檢查數據和無創心功能檢查數據完整有效。”“視頻話音傳輸清晰。”……昨天下午，北京航天城內的航天員與空間應用支持室科研人員嚴陣以待，大屏幕上清晰地顯示著航天員中心遠程醫學支持中心、地面醫院遠程會診中心、航天員在軌畫面和航天員實時生理參數，口令和數據在天地間往返。

據中國航天員中心航天員醫監醫保研究室主任吳斌介紹，景海鵬、陳冬在地面訓練中，已經熟練掌握止血、清創和包扎換藥等基本醫療技能，心肺復蘇，捶擊復律等自救互救技能。

面對未來空間站任務，航天員在軌駐留時間延長，針對臨床疾病發生概率將會提高，對航天員在軌診斷和醫學保障提出了更高要求。為此，在此次任務中，航天員中心牽頭組建了天地遠程醫療會診系統，該系統以遠程醫學支持中心為樞紐，連接天宮二號空間實驗室、航天員支持室和地面支持醫院，可以及時開展天地協同醫學問題專家會診。

“我們組織進行了視頻圖像下傳測試，常規醫學檢查和無創心功能檢查的醫療數據下傳驗證，結果顯示話音圖像清晰、醫學檢查數據完整，證明了天地遠程醫療會診系統鏈路已經調通，具備實時遠程會診能力。”吳斌介紹，一般情況下航天員在軌診療由醫監醫生即時處理，當病情復雜難以診斷時，就需要借助地面支持醫院的臨床專家進行會診，對疾病診斷和處理提出建議，交由航天員中心進行決策處理。

吳斌說，通過判讀昨天下傳的生理參數，景海鵬、陳冬身體狀況一切正常。后續幾天內，還將開展模擬醫學問題天地協同會診驗證。

問題1

航天員如何躲避變臉的太陽?

成功對接后，兩名航天員將正式“入宮”，進行空間實驗。這一個多月的時間里，宇航員要直面隨時會變臉的太陽，萬一太陽突然發怒了，航天員怎么辦?對航天員而言，面對瞬息萬變的太陽，最大的威脅要數太陽質子事件了。

據中國科學院國家空間科學中心專家介紹，當太陽風暴發生時會釋放出大量高能量的帶電粒子，它們最快十幾分鐘就可以到達地球，使地球周圍的高能帶電粒子數量增加數千倍，甚至上萬倍。由于在這些粒子中，質子占了總粒子數的90%以上，因此被稱為太陽質子事件。

當高能粒子到達航天器，其產生的高能粒子流與地面放射性物質發出的射線一樣，具有致命的放射性。它們能夠穿透航天服和太空艙，引起航天員身體器官的物理損傷。

在載人航天任務中，航天員接受的輻射劑量是需要受到嚴格的控制的。在低劑量輻照的情況下，高能粒子可能誘導人體細胞產生變異，變異細胞可以發生遺傳變化或導致癌變等嚴重后果。而高劑量的高能粒子輻射會引起皮膚、骨髓等器官的急性損傷，比如引起白內障，嚴重時甚至會危及生命。而太陽質子事件正是航天員在空間環境中面臨的最危險因素。

為了保障在軌航天員免受高能粒子輻射的嚴重影響，載人航天任務實施過程中采取了大量的輻射防護措施，包括對太陽質子事件進行監測預警，制定各種情況下飛行計劃與操作預案，在航天器中建造專門的輻射避難裝置等等，以使航天員受到的輻射盡可能地降低到安全程度。

問題2

天宮二號怎么實現空中加油?

除了神舟十一號與天宮二號交會對接，明年，天宮二號空間實驗室還將與天舟一號貨運飛船進行交會對接，驗證推進劑在軌補加技術。而這項技術也是后續我國建造空間站最為關鍵的技術之一。

天宮二號要進行的推進劑在軌補加試驗，就是通過天舟貨運飛船向太空中天宮二號空間實驗室運送和加注推進劑。

航天科技集團五院天宮二號空間實驗室總設計師朱樅鵬介紹說，補加就是說把貨運飛船帶上去的推進劑通過管路輸送到天宮二號，將來就是空間站，就是類似于加油，把油從貨運飛船加到空間實驗室。

未來我國的空間站在太空運行，因為會受到空氣阻力的影響，空間站的軌道高度會緩慢下降，所以為了要保持原有的高度，就必須消耗燃料推動空間站上升，這就需要地面發射貨運飛船為空間站進行燃料補充。天宮二號正是要驗證這樣的技術。

兩個航天器之間要通過浮動斷接器實現推進劑補加管路的連接。通過“天宮二號”的壓氣機把儲物箱里面的高壓氣體，再回收到氣瓶里，建立貨運飛船和“天宮二號”之間補加系統的壓差。之后把這個貨運飛行船攜帶的推進劑通過管道再輸送到“天宮二號”飛行實驗室。

利用壓力差把液體燃料輸送到儲箱里的過程，看起來和地面加油差不多，但是要真正實現起來，卻并不容易。

由于這些技術在地面沒有辦法模擬實現，所以必須要在太空環境中實際操作，才能夠檢驗技術的可靠性。而這也賦予了天宮二號空間實驗室更艱巨的任務。因為空間站將來要在軌飛行十年以上。它的推進劑必須要通過貨運飛船補加，所以這項技術必須要突破。

問題3

此次對接較以前有何不同?

1.軌道高度增至393公里

天宮二號與神舟十一號交會對接在距離地面393公里的軌道上進行，這比我國之前交會對接的軌道高了50公里，與未來我國空間站運行的軌道高度基本相同。為此，飛控工作人員會對軌道控制策略和飛行程序進行相應調整，指令的發送時間和飛船返回軌道設計等都較以前有所不同。

2.神舟被動變主動

在以前的交會對接中，兩個航天器距離約120米距離時，作為目標飛行器的“天宮”交會測量設備會主動發光，供神舟飛船測量成像。而在此次任務中，神舟飛船變被動為主動，由神舟十一號主動發光，天宮二號來“反射”，神舟十一號主動捕獲天宮二號。這種改變有兩個好處。首先，天宮被動式反射光，對太陽光的干擾抑制能力更強，飛船獲得的圖像更清晰，更利于對接。另外，主動發光需要供電，對航天器壽命有一定影響，被動式反射的話就不存在這個問題，符合未來空間站對長壽命的要求。

3.捕獲時間縮短至一秒

由中國航天科技集團公司五院研制的“對接天眼”——光學成像敏感器實現了全新升級——在太陽雜光抑制能力、識別目標敏感器上有了大幅提升，敏感器首次捕獲時間也由原來的約十秒縮短至不到一秒，有助于更好地保障交會對接。