航天員系統(tǒng)負責人解密

太空生活這個樣

在太空怎么作息 

主要采用周工作制和天地同步作息制度

首次30天駐留飛行任務(wù)，對航天員身心素質(zhì)、工作能力提出了更高的要求，也給航天員健康保障、生活保障帶來了更大挑戰(zhàn)。載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師黃偉芬說，越到后面，出情況的可能性越大。這對于航天員和地面支持團隊應(yīng)急處置能力是一個大的挑戰(zhàn)。

載人航天工程辦公室副主任武平說，隨著空間飛行時間的增加，太空失重環(huán)境對人體帶來的不利影響會越來越大，特別是心血管系統(tǒng)功能減退的問題會變得更加突出，還將出現(xiàn)一定程度的肌肉萎縮和骨丟失問題。此外，航天員返回地面時的重力再適應(yīng)反應(yīng)癥狀會較為明顯，再適應(yīng)時間也會相應(yīng)延長。這對保障航天員身心健康提出新的挑戰(zhàn)。

太空生活保障是重中之重。作息制度安排的合理性、食譜食品的感官接受性、衛(wèi)生清潔尤其是運動后的清潔問題等，都需要加強系統(tǒng)設(shè)計。

生活作息方面也有很大不同。以往十幾天甚至幾天的飛行，時間十分寶貴，航天員在太空的任務(wù)很多，作息往往按小時甚至分鐘來設(shè)計。但這次屬于中期飛行，要向空間站任務(wù)的長期飛行過渡，航天員系統(tǒng)為航天員設(shè)計了日計劃和周計劃相結(jié)合的方式，主要采用周工作制和天地同步作息制度的模式，給航天員更大的自主安排和調(diào)整的權(quán)利。

黃偉芬介紹，組合體內(nèi)30天生活按照“6+1”模式，6天工作，1天休整。但頭尾會根據(jù)進駐天宮的情況適當調(diào)整。比如剛進駐天宮時，就像進入新家一樣，首先要收拾整理，安放物品。返回地球前，航天員也要整理收拾需要帶回來的物品，打掃天宮。

從“神九”“神十”任務(wù)，航天員就開始實行天地同步作息制度，按照地球上的時間早起工作，晚上睡覺?！吧袷弧钡娜蝿?wù)，航天員自主調(diào)整的權(quán)利更大。對地面支持團隊來說，盡管不像早期飛行時需要全天24小時值班，但工作量并不能簡單地用更輕松來評價。為了給將來的空間站飛行積累經(jīng)驗，這次地面團隊將對航天員在軌生活進行大量的統(tǒng)計、觀察、記錄并用于評估。

在太空如何保障健康

建立起天地遠程醫(yī)療支持系統(tǒng)和心理舒緩系統(tǒng)

失重是航天員遭遇到的最大考驗。中國航天員科研訓練中心航天環(huán)境醫(yī)學研究室主任何新星說，在空間軌道的失重環(huán)境，血液往頭部、上肢轉(zhuǎn)移，人體體液的調(diào)節(jié)會發(fā)生變化。緊接著是心血管可能會出問題。在太空，航天員行走不是靠雙腳，而是用胳膊用力飄浮過去。這會導致肌肉的萎縮，也會造成骨質(zhì)疏松。

在飛行過程中，地面支持團隊將綜合利用醫(yī)學詢問、基本生理指標檢查、尿常規(guī)檢測等手段，定期實施健康狀態(tài)評估；注重加強艙內(nèi)微生物控制，并配置了預防治療藥品和有關(guān)醫(yī)療器械。此外，本次任務(wù)首次建立起天地遠程醫(yī)療支持系統(tǒng)，通過天地協(xié)同會診，解決航天員在軌“看病”問題。

同時，專門為航天員打造了一個“太空健身房”，配備了防護裝備和鍛煉設(shè)備，盡可能降低失重帶來的不利影響。比如使用套帶，防護飛行初期出現(xiàn)的頭脹、鼻塞等不適反應(yīng)；通過使用拉力器和自行車功量計鍛煉、穿著企鵝服工作，對心肺功能下降、肌肉萎縮和骨質(zhì)丟失等情況進行綜合防護。

所謂“企鵝服”其實也是一種鍛煉工具。在太空失重狀態(tài)下，人的肌肉會失去重力的刺激，發(fā)生萎縮。穿上“企鵝服”，可以給人一個對抗的力，維持對肌肉力量的持續(xù)刺激，防止失重引起肌肉松弛和骨質(zhì)丟失。拉力器增加了下肢和腰背肌群的鍛煉。航天員系統(tǒng)專家說，一般來說，航天員在太空每天會花一個小時進行鍛煉。

地面支持團隊也會在飛行中觀察和評估兩名航天員的心理狀態(tài)，并提供心理支持。尤其是中后期，對航天員的情緒、疲勞程度、人機互動、天地互動和兩人彼此的互動，都會重點觀察和記錄。

黃偉芬說，這次飛行任務(wù)中，地面團隊為航天員提供了一個基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的心理舒緩系統(tǒng)，通過這個系統(tǒng)，航天員可以看到家人、家里場景、熟悉的環(huán)境等。改進了天地信息交流系統(tǒng)，航天員可以隨時和地面溝通信息、傳遞郵件，與親朋好友進行音視頻交流。

航天員自己也隨帶了感興趣的歌曲、視頻等，包括家人的照片。一天忙碌之后，在晚上自主支配的大約1小時休閑時間里，可以拿出來聽或者看看。這也是一種心理上的放松。

在太空吃什么食物

六大類100多種食品，食譜5天一個周期

太空飛行的營養(yǎng)保障，首先是能量的供給，和地球一樣，還是早中晚一日三餐，合理配置能量和營養(yǎng)。同時根據(jù)飛行時段的不同和航天員的任務(wù)情況，合理安排食譜。

中國航天員科研訓練中心航天營養(yǎng)與食品研究室副主任曹平介紹，“神十一”航天員的食譜是5天一個周期。飛行后期，會適當安排低膳食纖維的食譜，增加復合營養(yǎng)素的補充。地面人員記錄航天員的進食情況，定期評估，必要時也會提醒該吃什么、吃多少。

準備的食品比以前的太空任務(wù)更加豐富，更符合航天員的飲食需求。譬如在自主飛行段也就是飛船單獨飛行時，航天員會喝一些粥，吃一些清淡的食品，到了天宮二號和神舟飛船組合體階段，航天員開始“正?！鄙铍A段，一日三餐就變得豐富些。根據(jù)飛行中的營養(yǎng)標準，組合體階段每名航天員每天需要的熱量“折合”成食物的分量，相當于一到兩公斤。攝入熱量的高低也不是隨便定的，通常根據(jù)航天員在軌的工作負荷來確定。

地面科研團隊給航天員配置了主食、副食共六大類100多種食品，能吃到醬牛肉、魚香肉絲等家常菜，以及類似甜點的烘焙食品?？紤]到中期飛行中航天員的身體狀況變化，有一部分食品還有食療作用。為了使航天食品在太空中既能夠安全存放，又能保持美味，科研人員需要運用食品工程的工藝技術(shù)，更好地保存和包裝食品。航天員可以用艙內(nèi)配置的專用食品加熱器來加熱。

曹平說，由于航天食品算是一種工程產(chǎn)品，自然不會像日常餐館里做出來的那樣。首先要滿足安全，能夠提供充足能量和營養(yǎng)素，同時也盡可能符合航天員的飲食習慣，做到美味可口。比如好多食物不是新鮮的而是脫干的。這次在太空中航天員也能吃到冰淇淋，但和地面帶水分的冰淇淋不同，他們吃到的是凍干冰激凌，就像平時看到的白色泡沫一樣，比較干硬。但吃到嘴里，口感不錯，它的能量也達到了航天員對食品的要求。

在太空穿什么衣服

艙內(nèi)壓力服、工作服、企鵝服等配套使用

航天服分為艙內(nèi)航天服和艙外航天服，前者一般指乳白色的艙內(nèi)壓力服，是保護航天員在太空中遇到壓力變化甚至真空狀態(tài)時的裝備，后者相當于一個迷你型的飛行器，讓航天員能在太空裸露環(huán)境中漫步或維修航天器。天宮二號和神舟十一號任務(wù)期間，航天員沒有出艙的任務(wù)，因此不需要帶上艙外航天服。航天員在艙內(nèi)穿的衣服則有好幾種。

這次航天員駕駛神舟十一號飛船和天宮二號對接后，從飛船進天宮前就要換上艙內(nèi)壓力服，以免發(fā)生危險。在組合體內(nèi)正常生活時，他們就脫下艙內(nèi)壓力服，換上藍色的艙內(nèi)工作服，按計劃進行各項科學實驗操作和安排各種活動。目前航天員在空間軌道中穿的衣服種類更多，穿著更加休閑舒適。運動服則是在組合體里進行鍛煉時穿的衣服。航天員穿的內(nèi)衣和艙內(nèi)壓力服、工作服、企鵝服等休閑服配套使用，具有一定的保暖、衛(wèi)生和舒適性。

航天員在太空睡覺用睡袋，睡袋兜里配有眼罩和防噪聲耳罩，并且有鉤子和束縛帶，用來把睡袋固定在艙壁上，防止失重情況下飄移。

專家介紹說，這次給兩名“神十一”航天員每人帶了8套內(nèi)衣，5天左右換一套，來保障一個月太空生活的衣著衛(wèi)生。

“神十一”執(zhí)行啥任務(wù)

神舟十一號載人飛船執(zhí)行什么任務(wù)？由航天員景海鵬和陳冬組成的飛行乘組如何分工？發(fā)射前夕，載人航天工程辦公室副主任武平介紹了“神十一”任務(wù)。

武平說，目前，天宮二號已經(jīng)在軌運行1個多月，狀態(tài)良好，各分系統(tǒng)和設(shè)備工作正常。同時，天宮二號已經(jīng)調(diào)整至高度393公里的近圓對接軌道，建立起交會對接姿態(tài)和載人環(huán)境。天宮二號滿足載人交會對接條件和航天員駐留要求，已經(jīng)做好了與神舟十一號交會對接的準備。

盡管神舟十一號飛船充分繼承了神舟十號飛船的技術(shù)狀態(tài)，主要功能和技術(shù)指標保持不變，但為了更好地完成神舟十一號任務(wù)，進一步提高可靠性安全性，以及驗證后續(xù)空間站技術(shù)，神舟飛船此次也進行了適應(yīng)性改進。

武平介紹說，本次任務(wù)中，天宮二號和神舟十一號飛船是在393公里高度的軌道交會對接，飛船返回地球也是從這個高度的軌道返回，比以往343公里軌道高了50公里，為此對軌道控制策略和飛行程序作了調(diào)整，使神舟十一號飛船能夠更好適應(yīng)。本次任務(wù)優(yōu)化調(diào)整了貨物裝載布局方案，進一步提高了本次飛行任務(wù)隨行運輸能力；為進一步提高飛船可靠性，新配備了寬波束中繼通信終端設(shè)備，顯著擴大了測控覆蓋范圍，提升了飛船姿態(tài)快速變化時的天地通信保障能力，從而提高了航天員的安全性和航天器的可靠性；為驗證未來航天技術(shù)，滿足未來空間站交會測量設(shè)備長壽命使用要求，對神舟十一號飛船的交會測量敏感設(shè)備進行了升級換代。

武平介紹，景海鵬和陳冬均具備飛船駕駛、組合體管理、手動交會對接，以及故障情況下的應(yīng)急處置能力。整個飛行任務(wù)期間，他們將在軌完成飛行器操控、在軌試驗、健康保障、生活照料、科普及展示活動等生活和工作任務(wù)。

將進行四大類16項在軌實(試)驗項目

航天員太空挺忙的

天宮二號空間實驗室和神舟十一號飛船“組合”30天，意味著航天員有足足30天的“太空資源”，可以用來完成相應(yīng)的科學實驗，以及需要他們自身參與的太空試驗。

這些任務(wù)不少都是面向空間站開展的技術(shù)驗證和實驗研究，為2018年中國空間站的建造和長期運營驗證技術(shù)、積累數(shù)據(jù)。載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師黃偉芬說，這次航天員系統(tǒng)主要策劃了“人的健康方面的研究”“人的行為能力的研究”“人因工程技術(shù)的研究”“人的保障技術(shù)的研究”等四大類16項在軌實(試)驗項目。

空間站飛行，航天員一般要在太空駐留半年?？臻g飛行對航天員物質(zhì)營養(yǎng)代謝、航天員在軌味嗅覺變化規(guī)律、航天員在軌情緒調(diào)控評價技術(shù)的研究，就是希望獲得中長期飛行不同時段的變化數(shù)據(jù)，對空間站飛行的健康保障、心理支持、新技術(shù)應(yīng)用進行驗證。在軌噪聲對航天員影響的研究，可以為未來空間站的聲學設(shè)計和航天員聽力保護提供數(shù)據(jù)支撐。

通過在軌飛行對腦力負荷影響的研究、航天員在軌眼手協(xié)調(diào)性的測試研究所獲得的數(shù)據(jù)，航天員系統(tǒng)的專家可以更好地了解航天員的認知能力，為航天員安排合理的工作機制。

這次任務(wù)，也安排了航天員參加和維修操作、人體運動學特性測試相關(guān)的項目。太空跑步機是未來空間站使用的非常重要的鍛煉、防護設(shè)備，這次“神十一”航天員要利用空間實驗室任務(wù)的機會，完成太空跑臺束縛系統(tǒng)技術(shù)驗證，發(fā)現(xiàn)哪里需要調(diào)整。

理想的太空生活，應(yīng)該是零排放、廢物廢水全循環(huán)利用，環(huán)控生保系統(tǒng)將在空間站發(fā)揮相關(guān)作用。植物栽培關(guān)鍵技術(shù)驗證實驗的目的包括研究微重力環(huán)境下植物根部水分和養(yǎng)分供應(yīng)等空間植物栽培關(guān)鍵技術(shù)，為下一步在空間站種植可口、營養(yǎng)和安全的新鮮蔬菜奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

腦機交互技術(shù)在軌適用性的驗證實驗的目的是獲取航天員在軌腦電等生理特征的天地差異，為腦機交互技術(shù)在未來的載人航天應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。航天專家希望能借此幫助搭建滿足航天在軌實驗要求的完全由意念控制的腦機交互實驗平臺，初步驗證意念控制在航天任務(wù)中的可行性。

中國航天員科研訓練中心航天員訓練模擬器研究室主任晁建剛介紹說，針對每一次飛天任務(wù)，航天員在地面時都要進行長時間的訓練。這次模擬器按照“神十一”飛船和天宮二號空間實驗室的狀態(tài)設(shè)定艙內(nèi)環(huán)境，與真實飛行器保持了一致的狀態(tài)。

航天員首餐吃什么

本報酒泉10月17日電 (馮華、朱霄雄)航天員中心航天營養(yǎng)食品研究室副主任曹平透露，飛船17日7時40分入軌，景海鵬和陳冬在太空享用第一頓美餐是11時許，兩個人一起共吃了8種食品。分別是主食：五谷餅干；副食：蘋果罐頭、五香鰈魚、香辣豆干、醬香雞肉腸、美味雪菜；飲品：檸檬茶、溫胃飲。

“航天員處于失重環(huán)境適應(yīng)期時，脾胃功能相對較弱，食欲不強。配置具有健脾養(yǎng)胃功能的食物，如粥和溫胃飲，其他食物主要由清淡、易消化即食食品組成。”曹平告訴記者。

據(jù)介紹，為了高效保障航天員的營養(yǎng)健康，本次任務(wù)進一步豐富了航天食品的種類，配置了百種航天食品，分為主食、副食、即食、飲品、調(diào)味品和功能食品六大類，食譜周期達到5天，膳食結(jié)構(gòu)更加科學。

曹平告訴記者，當航天員工作負荷較大，任務(wù)安排緊張時，為節(jié)省時間，方便進食，食譜主要由能量密度相對較高的即食食物組成，如巧克力、高能壓縮餅干、即食牛肉等。而當航天員進入適應(yīng)期后，飲食則會盡可能接近地面飲食習慣。同時，由于本次任務(wù)飛行時間明顯延長，為了緩解失重環(huán)境對人體的影響，還增加了富含維生素D和不飽和脂肪酸、促進Na排出以及粗糧類和膳食纖維含量高的食物。

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三大精彩看點

“天上的生活”。航天員在軌飛行時間長達33天，是我國迄今時間最長的一次航天飛行，體現(xiàn)出我國載人航天發(fā)展的最新成就，本身就是一個精彩看點。針對本次任務(wù)要求和特點，飛行期間航天員將實行“6+1”也就是每周6天、每天8小時的工作制，以及天地同步作息制度。

“天上的實驗”。航天員進駐天宮二號后，將開展多項有人參與的科學技術(shù)試驗，凸顯了人在載人航天活動中的地位、作用和價值。比如，首次開展我國航天飛行中的醫(yī)學超聲檢查，可以實時檢測航天員心臟和血管等方面功能。他們也將參與應(yīng)用載荷技術(shù)試驗，更換空間材料制備樣品，進行太空植物栽培試驗等。還將開展在軌維修試驗，進行人機協(xié)同驗證。

“天上的科普”。神舟十一號與天宮二號組合體飛行期間，開展的科普項目也很精彩。比如，隨神舟十一號飛船進入太空的，有香港中學生太空科技設(shè)計大賽的3個獲獎項目，即“太空養(yǎng)蠶”“雙擺實驗”以及“水膜反應(yīng)”。航天員將在軌完成這些實驗，幫助中小學生認識了解微重力環(huán)境中事物的狀態(tài)變化。

文字采寫：余建斌、馮華

圖片來源：新華社、人民視覺

版式設(shè)計：蔡華偉