4月30日下午5時46分,東風着陸場再一次迎來了從太空出差回來的中國航天員,神舟十七號乘組安全落地。就在這個4月底,中國空間站核心艙也已經成功入軌三周年,開始了第四年的旅程。三年時間裡,中國空間站已經迎接了七艘神舟飛船的到訪,航天員們在太空里日常生活、工作鍛煉、開展實驗,三年後的今天,當我們迎接神十七乘組返回的時候,我們的這個太空之家究竟是什麼樣子,航天員們都有哪些收穫呢?
4月30日下午5時46分,神舟飛船再一次按計劃準時準點從太空返回地面,將三名航天員送回家。剛剛返回地面,湯洪波、唐勝傑、江新林三名航天員一張口,介紹的還是關於在太空出差半年裡的點點滴滴。
半年時間,他們收穫的新認知又成為了下一個乘組寶貴的經驗。返回地球之前,神舟十七號乘組和剛剛到達空間站的神舟十八號乘組一起生活工作了五天的時間。中國空間站三艙組合體建造完畢後,像這樣六名航天員同時在軌,各司其職,密切協同,當面進行任務交接,已經成了基本操作。
中國航天員科研訓練中心 鄒鵬飛:“兩個飛行乘組,按照各司其職、密切協同、全面交接的原則,共同在軌駐留,按計劃開展相關工作,並完成飛行器狀態、物資狀態、延續性工作等交接,以及兩個乘組之間有關飛行經驗的分享與交流。”
從神舟十二號開始,7個乘組19名航天員已經進駐過中國空間站,他們棒棒交接,和空間站一起成長。神十七乘組返回的前一天,正是中國空間站核心艙升空三周年的日子。在這三年時間裡,中國空間站和中國航天員不斷在太空創造新的紀錄。
2024年3月2日,在空間站機械臂和地面科研人員的配合支持下,航天員湯洪波和江新林打開艙門後,開始了神舟十七號乘組的第二次出艙活動。空間站核心艙升空後,每個乘組都開展過出艙活動,但這一次的出艙任務和此前相比都有所不同。
中國航天員科研訓練中心 王焰磊:“對航天員操作的精準度以及航天員對工具使用的熟練度要求比較高,還要做地面和天地的交互確認,確認我們的位置準不準。”
湯洪波和江新林要執行的是中國載人航天第一次在軌航天器艙外設施維修任務,在距離地面400公里的太空,中國空間站配備的機械臂將航天員運送到指定位置,航天員在每秒7.9公里的飛行速度下,穩住身體,開始工作。
中國航天員科研訓練中心 王焰磊:“航天員作業完成以後,還要判斷維修作業達沒達到預期,所以這種確認工作步驟和環節會增加很多。”
和以往類似鋼板一樣的太陽能電池板不同,這次航天員要維修的太陽翼,它的太陽能電池第一次採用柔性設計,厚度薄、質量輕,單翼就長12.6米,寬5.3米,就像是長在核心艙兩側的大翅膀,為中國空間站送去了源源不斷的能量補給。隨着空間站在軌飛行時間越來越長,太空里一些微小顆粒對整個空間站可能帶來的影響也越來越大,厚度薄、面積大的太陽翼成為最容易受影響的部位之一。
考慮到空間站要在軌運行十年以上,一些容易受太空環境影響的零部件,早在空間站設計階段就做好了可以替換的準備。
航天科技集團八院 程雷:“我們的太陽電池翼上每一塊電池都是一個小獨立的個體,每一塊電池比如掉落或者被空間碎片打擊以後,產生短路或者斷路的故障,不會影響整個太陽能電池板的發電功能。”
地面設計的維修計劃需要在太空環境里進行驗證,2023年,神舟十七號乘組第一次出艙時,成功完成了維修試驗,第二次出艙,開始了正式的維修。
從2021年4月29日天和核心艙升空後,中國空間站從單艙飛行到對接問天實驗艙,再迎接夢天實驗艙,形成t字構型。今天,在軌進入第四個年頭,中國空間站整體狀態穩定,一些指標比當初設計時還要好上許多。
空間站的平穩飛行,為各項科學實驗、試驗的開展創造了穩定的環境。神十七乘組在軌期間,開展了84項空間應用在軌實(試)驗,生成了200多份實驗樣品。此次神舟十七號飛船返回當天,又將9個裝滿科學實驗樣品的包裹帶回地球,其中一些很快就送回了北京。
5月1日凌晨,在北京航天城,中國科學院空間應用工程與技術中心大樓一樓大廳燈火通明,20多位科學家在這裡等待幾個小時前剛剛從太空返回的實驗樣品。被連夜送到科學家手中的樣品共有32份,都是神舟十七號乘組在太空完成的生命科學實驗樣品。對生命科學實驗樣品來說,保持低溫是關係到樣品最後是否還有科研價值的關鍵,因此每份樣品都被層層包裹。
層層包裹下的樣品,是否能夠滿足科學家的需求呢?簡短的交接儀式後,科學家們在實驗室里馬上對這些實驗樣品現場拆包、稱重、測量溫度。
張春玲是中國科學院生物物理研究所的博士,這一次帶回的樣品中,有他們精心挑選的20多種蛋白質,在微重力環境下生長後,一些蛋白質需要在2~8攝氏度的溫度範圍內保存,才能保證回來後有活性,可以繼續研究。
中國科學院生物物理研究所博士 張春玲:“主要是跟疾病健康領域密切相關的一些蛋白類樣品,有病毒類的,諾如病毒一些關鍵的蛋白,還有一些腫瘤可能作為藥物靶點的蛋白,以期在空間中獲得更精準的高質量的晶體結構。為新葯研發也好、疫苗設計也好,提供更準確的一些技術參數。”
在眾多科學家中,呼延霆是最忙碌的一位,不停地來回,把剛到自己手中的樣品馬上放入冰箱冷藏。呼延霆的樣品是人成骨細胞,這些細胞在神十七乘組的照料下,在生物技術實驗櫃中接受太空微重力環境的考驗。此次樣品取回後,科學家想通過觀察這些細胞的變化,尋找人類骨骼在太空里變化的機理。
西北工業大學生命學院副教授 呼延霆:“成骨細胞是作為生成骨的作用細胞,在空間環境里,目前基於我們前期的研究,發現成骨細胞的活性是降低的。所以這次想看天上和地下的比較,能否有相通的能夠相互驗證,針對航天員的骨質流失,怎麼樣對抗流失的狀態,再就是老齡化骨質流失發生也比較嚴重,所以對地面的這些特殊人群來說,也是對抗流失的狀態。”
對航天員在太空狀態的監測和持續的研究,是中國空間站開建以來最重要的科學實驗之一。從神十二乘組開始,針對航天員在太空長期飛行後,身體和心理的變化,航天醫學實驗也在不斷拓展範圍。小到心肌細胞在太空的搏動,大到出艙活動的流程,從肌肉和骨骼在微重力環境里的變化到太空環境對身體和行為能力的影響。航天員們將自己作為實驗對象,積累了越來越豐富的在軌數據。
中國航天員科研訓練中心 鄒鵬飛:“航天醫學領域獲得了我國保障體系下,長期飛行對健康和行為能力的影響認識,探索了腦力疲勞和警覺度快速提升的新技術。在航天中醫藥方面,也探索了相關在軌健康評估和穴位刺激等相關干預技術,初步搭建了航天醫學領域知識庫。”
神舟十七號飛船返回前,中國空間站已在軌實施了130多項科學研究與應用項目,神舟十二號到神舟十七號六艘載人飛船返回的時候,共有300多份科學實驗樣品跟隨航天員一起回到地面。這些實驗樣品,已經推動了更多領域的研究和發展。
中國載人航天工程發言人、中國載人航天工程辦公室副主任 林西強:“這些空間實驗的開展,以及樣本下行後開展的科學研究,先後有國內外500餘家科研院所參與研究,在空間生命科學、航天醫學、空間材料科學、微重力流體物理等方面已取得重要成果,通過推廣轉化與應用,將逐步發揮出更重要的科技與經濟效益。”
神十七、神十八順利交接,神十七航天員順利返回地球,中國載人航天的探索又邁出堅實的一步。每一次航天員的返回都不是終點,這場探索也遠遠沒有結束,地面的科學家會接過棒來,將他們帶回的寶貴樣品再進行研究和分析。這場天地協同的大合唱,依然在繼續。
編輯丨陸宇佳 王剛 王曉丹
攝像丨張戈平
剪輯丨鄭昱 趙雲龍