每日看點！空間站建造：天上有人好辦事兒

6月5日20時50分，神舟十四號飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次進入天和核心艙，正式開啟了為期6個月的長期駐留飛行任務?！吧裰凼奶枴笔俏覈臻g站建造階段的首次載人飛行任務，航天員在半年的飛行任務期間將進行問天實驗艙和夢天實驗艙的組裝，最終完成T字型空間站的建造任務，因此3名航天員在空間站將經歷復雜的工況和忙碌的工作。那么，在載人空間站建造階段，航天員都會從事哪些工作呢？

建成后的天宮空間站示意圖

建站航天員無可替代

人類早期建造的空間站，例如蘇聯的“禮炮號”系列和美國的“天空實驗室”都是單艙結構空間站，可以使用火箭一次性發射入軌，雖然在太空沒有那么復雜的建造過程，但航天員仍然具有無可替代的作用。

以“天空實驗室”為例。在首次載人任務中，阿波羅載人飛船與“天空實驗室-2”的幾次對接都不成功，原因是飛船對接口的捕獲鎖失靈，航天員只好穿上艙外航天服走出艙門進行一些修理工作，然后飛船才和“天空實驗室”對接成功。

美國天空實驗室空間站

雖然現代載人航天器成熟可靠，但仍然避免不了一些意外出現。2004年，俄羅斯聯盟號載人飛船對接國際空間站時，出現了相對速度過快，不得不轉為手動交會對接，證明了在建站飛行中，航天員作為“定海神針”仍是必要的。

另外，現代的多艙式和桁架式空間站則需要多次使用火箭將各個艙段發射升空，在軌對接組裝成一個完整的空間站。

在建站過程中，隨著新艙段的到來，空間站還要進行多次交會對接和艙段轉位等任務，不僅需要航天員進行空間站和來訪飛行器的狀態監視，必要時還要航天員實時手動交會對接，或是操縱大型機械臂實施人工艙段轉位。

當新艙段對接完成后，航天員會進駐并裝飾內部，一般還需要進行較長時間的在軌安裝和調試工作。

一方面要進行對空間站接口各項功能的檢查和監測，確保各項電氣液功能連接和工作正常，并進行兩個艙段的網絡連接工作，以及監測對接機構的長期密封性。

另一方面要使用先期運達或稍后運到的物資、工具和設備對新艙段進行調整或安裝設備等。因此，航天員在空間站建造期間的任務十分繁忙。

艙外裝配少我不行

在空間站建造階段，航天員的艙外裝配工作更是起到至關重要的作用。例如，美國航天員乘坐阿波羅載人飛船進入“天空實驗室”后，先是安裝了新的隔熱罩，然后出艙費了九牛二虎之力展開了一側的太陽能電池板。因此，在空間站艙外裝配工作中需要航天員參與。

隨著建造的空間站越來越復雜，航天員艙外工作也就越來越多。尤其是美國在上世紀80年代提出的自由號空間站計劃，極為依賴航天員的艙外裝配工作。

(資料圖)

美國提出的自由號空間站想象圖

“自由號”作為一個龐大的雙龍骨桁架式空間站，在建設階段需要航天員出艙進行大量的組裝和維護工作。按照當時美國宇航局的評估，完成該空間站的建造工作，需要航天員出艙執行數百次的任務。不過，“自由號”因為一些原因沒有進入工程建造階段，最終只停留在紙面上。

作為“自由號”的后繼者，現役的國際空間站即使不是桁架式設計，也可以看作是“自由號”后期單龍骨構型和蘇聯/俄羅斯和平號空間站的“混血兒”。如果以2011年美國航天飛機最后一次執行飛行任務作為國際空間站基本建成的標志，航天員在國際空間站建造期間共進行了159次出艙活動，在空間站的建造中起到了很大作用。

空間站建造階段，航天員出艙具體干啥呢？我國“神舟十三號”任務期間，航天員出艙抬升了天和核心艙外的攝像頭等，“神舟十四號”任務也將進行2~3次出艙活動，未來還可能將核心艙上安裝的太陽翼轉移到兩個實驗艙兩端，這些都是需要航天員出艙才能完成的復雜工作。

國際空間站作為半桁架結構，又是由多國聯合實施的復雜項目，在建造期間，航天員出艙組裝了龐大的桁架機構、太陽能電池翼和加拿大機械臂移動服務系統，并為美國命運號實驗艙、日本希望號實驗艙和歐洲哥倫布實驗艙安裝了眾多艙外設施和科學試驗載荷，還更換過控制力矩陀螺和蓄電池。

2021年，俄羅斯航天員在國際空間站上為迎接科學號實驗艙的到來，執行了兩次艙外活動來連接電纜。

2021年7月，科學號實驗艙發射升空并成功對接國際空間站后，俄羅斯航天員又進行了多次艙外活動，執行諸如機械臂、氣閘艙、附加散熱器和艙外載荷固定裝置的在軌檢測和安裝任務。

應急搶險非我莫屬

雖然人類在外太空十分脆弱，但空間站作為一個復雜和精密的系統，不僅建造時需要航天員的在軌裝配和維護，一旦出現故障也需要航天員應急搶險。

載人航天任務人命關天，科研人員在執行每次任務前都會做好各項預案，但天上的突發情況通常屬于“意料之外”的范疇。例如，空間站的計算機控制系統突然出現故障，載人增壓艙段內發生了火災或虛警，艙內出現不明氣體或檢測到氣體泄漏等，都需要航天員當機立斷做出決策和處理。

通常來說，這種非正常情況一旦發生，墨守成規的空間站控制系統很難給出最優的解決方案，甚至它本身就是需要解決的問題。這時，只有航天員依靠自己的知識和經驗來解決問題，也只有空間站上的航天員能根據現場情況隨機應變進行判斷和處理。如果沒有航天員發揮主觀能動性進行應急處理，很難解決這些意外出現的事情。

空間站建造階段，各個子系統還沒有經過時間的檢驗，容易出現各種問題，應急搶險是最艱巨的任務，也是對航天員要求最高的任務，更是航天員非我莫屬的場合。

俄羅斯的和平號空間站曾兩次出現巨大危機，航天員都發揮了不可替代的作用。1997年2月，和平號空間站上突發火災，艙內充滿了刺鼻的煙霧，航天員一時伸手不見五指，他們取下墻上的滅火器撲滅火焰，之后又調整恢復空氣成分，還修復了部分受損設備。

運行在太空的和平號空間站

另外，“和平號”還遭遇進步號貨運飛船的撞擊，致使太陽翼受損，光譜艙被撞開大口子，導致空間站電力不足旋轉失控，好在航天員緊急關閉了艙門，切斷了艙門處的電纜，并動用飛船發動機初步控制了姿態，才讓“和平號”起死回生。

這些空間站應急搶險的事例證明，航天員在空間站建造中發揮著重要的作用。

標簽： 國際空間站 天空實驗室 飛行任務