400公里高空上的一课!中国空间站“天宫课堂”再开讲
有这样一个地方,一边是美得让人如痴如醉的蓝色星球,一边是让人肃然起敬的浩瀚星辰。在这里,每天要经历16次日出日落,在这里,重力、浮力等一切物理规律得以“重建”,人类有了打破以往的理论藩篱、发现全新科学依据的机会。而就在前不久,这里进行了一场别开生面的太空授课。
3月23日下午,神舟十三号乘组航天员翟志刚、王亚平、叶光富在中国空间站进行了“天宫课堂”第二次太空授课,来自全国各地的青少年收看了这场来自400公里高空之外的一课。
授课全程图像清晰、话音稳定。与之形成强烈对比的是,作为“太空课堂”的中国空间站,正以23倍于音速的第一宇宙速度环绕地球飞行,而舱外便是真空、超过200摄氏度的温差、充满宇宙射线的极端环境。
作为空间站系统的抓总研制单位,中国航天科技集团五院的飞控人员早在1个多月前就开始了准备工作。
“天宫课堂”好比拍摄一场精心准备的电影,如果说航天员是演员,那么飞控人员就是制作团队之一。五院飞控人员对“天宫课堂”的照明、地面图像显示、航天员走位、摄像机位设置等环节给出建议,并在位于地面的空间站电性舱中,以航天员的视角进行全流程模拟。
必要时,飞控人员还会兼职作为航天员的“替身”——飞船工程师,去位于地面的空间站电性舱中,以航天员的视角进行全流程模拟,确保不遗漏任何一处细节。
作为空间站系统航天员支持技术负责人,曲溪对于这份“替身”工作有着深刻的理解。从事本岗位10余年,她陪伴航天员跨越了诸多难关,对航天员在轨的不易感同身受,“理解了才更会尊重,他们(航天员)身体非常好,但也不能折腾,通过地面演练帮助天上优化设计,是我们作为飞船工程师的荣耀。”
五院空间站系统总体飞控技术负责人范高洁告诉记者,授课中可能遇到的通信干扰、意外报警,甚至是灯光设置上可能的照度不足以及眩光现象等,都是飞控人员需要提前识别的风险。
此次“天宫课堂”在第一次授课的基础上作了优化改进,针对图像、话音、中继系统等,包括航天员开展实验演示过程中样品可能对舱内表面造成的污染,都制订了详细预案。范高洁说,特别是针对授课中可能出现的话音卡顿现象,本次授课前精心识别了可能影响话音质量的各类信号干扰源,力求把干扰降到最低。
2021年,空间站核心舱发射成功,给空间站10余年的飞控工作打响了发令枪,对于这份长期的坚守,范高洁也有着自己的理解,“看到航天员们在太空正常生活,说明我们的平台一切正常。”
40多分钟的“天宫课堂”,位于中国科技馆的地面主课堂和各个分课堂掌声此起彼伏。而背后,空间站系统这样一个强大的现代化空间实验平台支撑着整场。
范高洁说,稳固的结构和密封性保障着舱内健康有氧的环境,热控分系统保障着舱内始终适宜的温度,GNC分系统保障着空间站组合体始终平稳运行在预定的轨道,仪表照明分系统保障着课堂始终照明充足,总体电路分系统保障着授课全程供电充足,测控、数管分系统保障着通信话音稳定图像清晰。
她表示,空间站飞控工作是长期的坚守,今年是载人航天工程“三步走”的收官之年,是全面建成中国空间站的一年,相关工作也在紧锣密鼓地进行中。
中国空间站名为“天宫”,天和核心舱是中国空间站的管理和控制中心,神舟十三号乘组就驻留在天和核心舱内。而他们在太空中的重要任务之一,便是完成航天员健康监测新技术、科学知识新发现、数据积累等各项在轨实验。
范高洁说,依托中国空间站,我国首次建立了空间条件下细胞的长期培养体系和细胞模型,在国际上首次在失重环境下观察到心肌细胞收缩过程,完成国际上首次皮肤干细胞长期失重条件下的悬浮培养实验。这些细胞空间实验,将有助于人类更好地认识生命。
如今,神舟十三号乘组即将在轨满6个月,按计划将于4月返回地面。随后科研人员将对空间站关键技术验证情况进行全面评估,结果满足要求后,空间站转入建造阶段,将在今年内依次发射天舟四号、神舟十四号、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号、神舟十五号6个航天器,最终完成T字构型空间站的建造,转入运营阶段,持续开展航天员驻留以及多领域空间科学和技术实(试)验。
届时,中国空间站在轨航天员的活动空间将超过110立方米,并有6个睡眠区和两个卫生区,可实现长期3人、短期6人驻留。(记者 邱晨辉)