自从在10月30日发射升空至今,神舟十九号飞船已经在轨飞行一个半月时间了,在过去这40多天时间内,神舟十九号的航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽正在按照任务安排持续开展各领域空间科学实验和试验等多项工作。现在官方又公布了神舟十九号航天员乘组的画面,在最新的画面中,正在进行一系列的科学实验、试验。
在空间站内,航天员们进行着空间果蝇生物效应及分子机制实验,他们在软手套罩内完成了果蝇转移和收集、并进行了气体净化组件更换。除此之外,还完成了果蝇收集管转移存储等操作。这一项科学实验有望首次实现空间站内代际清晰的果蝇传代培养。另外,他们还进行了节律监测引导试验,使用活动度记录装置采集自身活动度、心率等数据,并进行备份和下传。
在空间站的物资管理方面,航天员们还完成了物资信息管理系统的在轨升级与测试。这个系统就相当于“智能管家”,在进行升级后,中国空间站内的物资管理就更加高效了。毕竟这一个物资信息管理系统能够实时记录空间站内各种物资的情况以及位置的变化情况,通过系统就能知道空间站内各种物资还有多少,放在哪里,这样一来就大大方便了航天员的工作。
除此之外,航天员们还进行了健康维护与保养方面、空间站站务管理方面等各种工作,例如进行听力测试,做好失重防护锻炼等工作,以及完成空间站内的环境卫生、物资整理等工作。总的来说,航天员们在轨飞行期间,需要完成的工作还是非常多的工作非常繁忙。而那些科学实验也是很专业的工作,所以每次执行飞行任务之前,航天员入选乘组队伍后就需要参加一系列的任务训练,掌握了专业技能后才能更高效地完成这些任务。
现在航天员们进行的主要还是常态化的科学实验、试验,接下来他们会进行一项备受关注的任务,那就是出舱活动。和之前神舟十八号飞行任务一样,神舟十九号航天员们也需要出舱给中国空间站安装空间碎片防护装置。在此之前,神舟十九号航天员们已经完成了前向、后向舱门空间碎片防护装置安装工作。
可以预见,在未来的载人飞行任务中,航天员们会经常出舱给中国空间站安装防护装置或者安装其他设备。一方面,我们的空间站运行时间会很长,超过10年时间,长时间太空飞行期间,这些空间站会面临一系列的问题,包括空间碎片、空间小颗粒的撞击等。在此之前,中国空间站天和号核心舱太阳翼就曾经遭到空间小颗粒的撞击,神舟十七号航天员们在出舱活动中进行了修复。
神舟十八号、神舟十九号飞行任务期间,航天员们都需要出舱给空间站安装空间碎片防护装置,也是为了提高空间站应对空间小颗粒、空间小碎片威胁的能力,避免我们的空间站频繁遭到这些小颗粒、小碎片的撞击,确保空间站能够安全、稳定运行。
另一方面,随着科技的进步,我们的空间站也会根据实际的要求进行升级,这样的话,有时候就需要更换一些没法满足新要求的设备,或许需要直接更换舱段或者新增加新的舱段。现在我们空间站是T字基本构型,未来我们的空间站会有新的舱段,从“T”字基本构型变身为“十”字构型。
为何氧气用不完
神舟十九号飞船已经在中国空间站飞行了40多天时间,而中国空间站自首个舱段发射升空到现在也已经在轨飞行超过3年半时间。国际空间站的飞行时间更长,首个舱段曙光号在1998年就已经发射升空,至今已经在轨飞行了20多年时间。这些空间站飞行时间都这么长,为什么我们从来没有听说过空间站出现氧气不足或者食物短缺的情况,这是怎么回事呢?
以中国空间站为例,3名航天员在中国空间站执行飞行任务是常态化的事情,在2个航天员乘组在轨轮换期间,中国空间站会短暂住满6人,这个过程大约会持续几天时间,这期间需要的氧气也会多一些。而在平常时,中国空间站只有3名航天员在轨飞行,在这样的情况下,3名航天员飞行半年时间就需要大约30万升氧气。
从数值来看,30万升氧气不是小数目,我们的空间站内没有这么大的空间装得下这么多氧气。而且,空间站内的空气也不能是纯氧,而是有氮气之类的气体,所以,平时空间站内的氧气含量和大气中氧气含量是差不多的。所以,平时空间站内的氧气并不会很多。既然这样,为什么我们的空间站内不会出现氧气耗尽的情况呢?
我们的空间站是不可能装这么多氧气的,一方面是装不下,另一方面也不安全。试想一下,我们的空间站如果装满30万升氧气,意味着内部的压强会很大,而外太空几乎是真空状态,内外压强差这么大对于空间站来说不安全。而且,纯氧的情况下,一旦出现一丁点小火花都会酿成大祸。所以,空间站内的氧气只能慢慢补充。
虽然空间站在外太空飞行,没法从大气中直接获取氧气,但是空间站内的氧气本质上是来自地球的。因为空间站内有电解水的设备,通过电解水就会产生氧气、氢气,理论上来说,只需要电解大约500升水,就已经足够3名航天员在轨飞行6个月所需的30万升氧气了。
从地球运输30万升氧气到空间站难度相当大,而运输500升水就非常简单了。最重要的是,运输水到太空更加安全,而且,空间站内航天员产生的各种废弃水也会回收利用,电解这些回收的水一样可以产生氧气,可以说是非常高效率,成本也会很低。