在軌駐留

在軌駐留

在軌駐留,是指航天員在太空飛行器內並隨其在太空軌道運行中長期駐留外太空的空間活動技術。

2016年10月17日7時30分發射的神舟十一號飛船將搭乘2名航天員,與天宮二號對接,進行人在太空中期駐留試驗,預計在軌駐留30天。此前,我國航天員在軌駐留的最長時間是神舟十號任務的15天。

基本介紹

  • 中文名:在軌駐留
  • 外文名:Reside in Orbit
  • 解釋:航天員在太空飛行器中長期生活和工作
技術簡介,技術內容,技術風險,長期在軌駐留的主要環境風險,長期在軌駐留的主要健康風險,技術運用,

技術簡介

在軌駐留是指航天員藉由太空飛行器(航天飛船、空間站等)實現的在外太空軌道上的駐留活動。在軌駐留技術主要作用為保護航天員免受外太空環境所帶來的不良影響。
自1992年9月21日我國載人航天工程正式啟動以來,在軌駐留技術獲得了長足的發展和進步。
2013年6月發射的神舟十號飛船,聶海勝、張曉光、王亞平三名航天員實現了在軌駐留15天。
2016年10月17日發射的設州十一號飛船,在於天宮二號空間站對接後,景海鵬、陳冬兩位航天員將在軌駐留30天。
隨著我國長期在人大型空間站工程的持續推進,在軌駐留技術將發揮越來越大的作用。

技術內容

航天員長期在軌駐留保障技術,是建造空間站需要突破的關鍵技術。航天員在空間站上長期生活和工作,主要面臨空間惡劣環境威脅、長期飛行的健康風險、日常生活保障、工作績效保障等問題,這些問題均需要深入研究和解決,才能保障航天員在空間站上長期駐留。
在軌駐留技術主要從環境安全、營養與食品、失重生理效應防護、醫監醫保、心理健康維護、日常生活、工作績效等幾個方面為航天員在軌長期駐留提供保障。目標是保證航天員安全、健康和有效工作。

技術風險

太空人長期在軌駐留主要受到環境風險和健康風險的影響

長期在軌駐留的主要環境風險

航天員飛行中會受到多種環境因素的作用,微重力、輻射、快速晝夜交替、艙內氣體污染、振動、聲環境等,均會對人體產生不利影響,引起一系列的生理、心理乃至病理變化,需要採取一系列措施加以防護。面向空間站長期駐留,需要特別關注那些有累積效應的環境因素帶來的風險。
氣體污染物超標風險
長期飛行,氣體毒性污染物慢性低濃度暴露和應急工況下高濃度暴露的危險始終存在。國外50 多年的航天實踐中艙內空氣化學污染事件時有發生。氣體污染物有三個主要來源: 艙內非金屬材料緩釋與事故性熱解、人體代謝產物、突發事件的污染物泄漏等。
水質污染風險
空間站主要使用再生水作為飲用水,由冷凝水、尿液經過再生淨化而來。飲用水再生處理過程中,可能受到大氣污染物、淨化設備內部物質脫出、人體汗液有機組分及添加劑等污染; 長期使用和存儲環節還可能存在微生物滋生污染,從而可能導致航天員胃腸炎、中毒性疾病等風險。
空間電離輻射風險
外層空間輻射一直是威脅載人航天安全的重要物理因素,一直受到高度關注,在NASA發布的航天生物醫學發展路線圖中,被列為5大領域之一,在探月及登火星等任務中,更是被列為一級風險因素。空間輻射生物效應主要有急性效應和後效應。其中重點關注後效應,主要包括: 致癌風險、中樞神經系統損傷、白內障、心血管和消化系統疾病等。國際上規定: 航天員職業生涯中,輻射累計致癌風險不得超過3%。

長期在軌駐留的主要健康風險

長期在軌飛行,航天員始終處於失重、狹小密閉環境,工作繁重、生活簡單重複,晝夜節律改變,導致航天員健康風險增加。國外飛行任務曾發生過因航天員健康問題提前返回的事件。NASA載人航天和星際探索路線圖中,始終把人的健康風險與對抗措施研究放在最重要位置。
從巨觀層面看,長期在軌駐留時,航天員的健康風險主要包括:營養不良、生理功能下降、臨床疾病和心理問題。

技術運用

2013年6月11日17時38分,神舟十號載人飛船和長征二號F運載火箭組合體在酒泉衛星發射中心發射。飛船上的聶海勝、張曉光、王亞平3名航天員,在太空在軌駐留工作生活15天后,於26日早上8時087分順利在內蒙古中西部四子王旗境內的阿木古朗草原預定著陸場著陸。航天員聶海勝、張曉光、王亞平順利出艙,身體狀況良好。
2016年10月17日7時30分發射的神舟十一號飛船將搭乘2名航天員,與天宮二號對接。天宮二號空間實驗室主要有三方面任務:一是接受航天員的中期駐留返回。天宮二號將搭載兩名男航天員在軌駐留30天。二是突破和掌握貨運飛船交會對接以及推進劑補加等技術。三是為系統開展空間科學實驗提供更強的載荷支持能力。
就航天員而言,要在這狹小的空間內待30天,在地球上可能不算什麼,但是在太空中,航天員面對的除了隊員就是看儀器,再或者就是無盡的宇宙。為了讓他們能夠舒適一些,設計人員對“天宮二號”的居住環境進行了改進和提升,突出以人為本的居住環境,包括色彩、照明、娛樂、健康保障等。另外還有飲食、睡眠等各方面。甚至和地面的通話,艙內通話,無線通話,視頻交流等都進行了改進,讓航天員感覺更舒適。

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