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6月5日20時(shí)50分，神舟十四號(hào)飛行乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲依次進(jìn)入天和核心艙，正式開啟了為期6個(gè)月的長期駐留飛行任務(wù)?！吧裰凼奶?hào)”是我國空間站建造階段的首次載人飛行任務(wù)，航天員在半年的飛行任務(wù)期間將進(jìn)行問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙的組裝，最終完成T字型空間站的建造任務(wù)，因此3名航天員在空間站將經(jīng)歷復(fù)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(huì)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(lián)的“禮炮號(hào)”系列和美國的“天空實(shí)驗(yàn)室”都是單艙結(jié)構(gòu)空間站，可以使用火箭一次性發(fā)射入軌，雖然在太空沒有那么復(fù)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(shí)驗(yàn)室”為例。在首次載人任務(wù)中，阿波羅載人飛船與“天空實(shí)驗(yàn)室-2”的幾次對(duì)接都不成功，原因是飛船對(duì)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(jìn)行一些修理工作，然后飛船才和“天空實(shí)驗(yàn)室”對(duì)接成功。

美國天空實(shí)驗(yàn)室空間站

雖然現(xiàn)代載人航天器成熟可靠，但仍然避免不了一些意外出現(xiàn)。2004年，俄羅斯聯(lián)盟號(hào)載人飛船對(duì)接國際空間站時(shí)，出現(xiàn)了相對(duì)速度過快，不得不轉(zhuǎn)為手動(dòng)交會(huì)對(duì)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(xiàn)代的多艙式和桁架式空間站則需要多次使用火箭將各個(gè)艙段發(fā)射升空，在軌對(duì)接組裝成一個(gè)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(jìn)行多次交會(huì)對(duì)接和艙段轉(zhuǎn)位等任務(wù)，不僅需要航天員進(jìn)行空間站和來訪飛行器的狀態(tài)監(jiān)視，必要時(shí)還要航天員實(shí)時(shí)手動(dòng)交會(huì)對(duì)接，或是操縱大型機(jī)械臂實(shí)施人工艙段轉(zhuǎn)位。

當(dāng)新艙段對(duì)接完成后，航天員會(huì)進(jìn)駐并裝飾內(nèi)部，一般還需要進(jìn)行較長時(shí)間的在軌安裝和調(diào)試工作。

一方面要進(jìn)行對(duì)空間站接口各項(xiàng)功能的檢查和監(jiān)測，確保各項(xiàng)電氣液功能連接和工作正常，并進(jìn)行兩個(gè)艙段的網(wǎng)絡(luò)連接工作，以及監(jiān)測對(duì)接機(jī)構(gòu)的長期密封性。

另一方面要使用先期運(yùn)達(dá)或稍后運(yùn)到的物資、工具和設(shè)備對(duì)新艙段進(jìn)行調(diào)整或安裝設(shè)備等。因此，航天員在空間站建造期間的任務(wù)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(guān)重要的作用。例如，美國航天員乘坐阿波羅載人飛船進(jìn)入“天空實(shí)驗(yàn)室”后，先是安裝了新的隔熱罩，然后出艙費(fèi)了九牛二虎之力展開了一側(cè)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(fù)雜，航天員艙外工作也就越來越多。尤其是美國在上世紀(jì)80年代提出的自由號(hào)空間站計(jì)劃，極為依賴航天員的艙外裝配工作。

美國提出的自由號(hào)空間站想象圖

“自由號(hào)”作為一個(gè)龐大的雙龍骨桁架式空間站，在建設(shè)階段需要航天員出艙進(jìn)行大量的組裝和維護(hù)工作。按照當(dāng)時(shí)美國宇航局的評(píng)估，完成該空間站的建造工作，需要航天員出艙執(zhí)行數(shù)百次的任務(wù)。不過，“自由號(hào)”因?yàn)橐恍┰驔]有進(jìn)入工程建造階段，最終只停留在紙面上。

作為“自由號(hào)”的后繼者，現(xiàn)役的國際空間站即使不是桁架式設(shè)計(jì)，也可以看作是“自由號(hào)”后期單龍骨構(gòu)型和蘇聯(lián)/俄羅斯和平號(hào)空間站的“混血兒”。如果以2011年美國航天飛機(jī)最后一次執(zhí)行飛行任務(wù)作為國際空間站基本建成的標(biāo)志，航天員在國際空間站建造期間共進(jìn)行了159次出艙活動(dòng)，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(hào)”任務(wù)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(hào)”任務(wù)也將進(jìn)行2~3次出艙活動(dòng)，未來還可能將核心艙上安裝的太陽翼轉(zhuǎn)移到兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙兩端，這些都是需要航天員出艙才能完成的復(fù)雜工作。

國際空間站作為半桁架結(jié)構(gòu)，又是由多國聯(lián)合實(shí)施的復(fù)雜項(xiàng)目，在建造期間，航天員出艙組裝了龐大的桁架機(jī)構(gòu)、太陽能電池翼和加拿大機(jī)械臂移動(dòng)服務(wù)系統(tǒng)，并為美國命運(yùn)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙、日本希望號(hào)實(shí)驗(yàn)艙和歐洲哥倫布實(shí)驗(yàn)艙安裝了眾多艙外設(shè)施和科學(xué)試驗(yàn)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(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙的到來，執(zhí)行了兩次艙外活動(dòng)來連接電纜。

2021年7月，科學(xué)號(hào)實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射升空并成功對(duì)接國際空間站后，俄羅斯航天員又進(jìn)行了多次艙外活動(dòng)，執(zhí)行諸如機(jī)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(wù)。

應(yīng)急搶險(xiǎn)非我莫屬

雖然人類在外太空十分脆弱，但空間站作為一個(gè)復(fù)雜和精密的系統(tǒng)，不僅建造時(shí)需要航天員的在軌裝配和維護(hù)，一旦出現(xiàn)故障也需要航天員應(yīng)急搶險(xiǎn)。

載人航天任務(wù)人命關(guān)天，科研人員在執(zhí)行每次任務(wù)前都會(huì)做好各項(xiàng)預(yù)案，但天上的突發(fā)情況通常屬于“意料之外”的范疇。例如，空間站的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)突然出現(xiàn)故障，載人增壓艙段內(nèi)發(fā)生了火災(zāi)或虛警，艙內(nèi)出現(xiàn)不明氣體或檢測到氣體泄漏等，都需要航天員當(dāng)機(jī)立斷做出決策和處理。

通常來說，這種非正常情況一旦發(fā)生，墨守成規(guī)的空間站控制系統(tǒng)很難給出最優(yōu)的解決方案，甚至它本身就是需要解決的問題。這時(shí)，只有航天員依靠自己的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來解決問題，也只有空間站上的航天員能根據(jù)現(xiàn)場情況隨機(jī)應(yīng)變進(jìn)行判斷和處理。如果沒有航天員發(fā)揮主觀能動(dòng)性進(jìn)行應(yīng)急處理，很難解決這些意外出現(xiàn)的事情。

空間站建造階段，各個(gè)子系統(tǒng)還沒有經(jīng)過時(shí)間的檢驗(yàn)，容易出現(xiàn)各種問題，應(yīng)急搶險(xiǎn)是最艱巨的任務(wù)，也是對(duì)航天員要求最高的任務(wù)，更是航天員非我莫屬的場合。

俄羅斯的和平號(hào)空間站曾兩次出現(xiàn)巨大危機(jī)，航天員都發(fā)揮了不可替代的作用。1997年2月，和平號(hào)空間站上突發(fā)火災(zāi)，艙內(nèi)充滿了刺鼻的煙霧，航天員一時(shí)伸手不見五指，他們?nèi)∠聣ι系臏缁鹌鲹錅缁鹧?，之后又調(diào)整恢復(fù)空氣成分，還修復(fù)了部分受損設(shè)備。

運(yùn)行在太空的和平號(hào)空間站

另外，“和平號(hào)”還遭遇進(jìn)步號(hào)貨運(yùn)飛船的撞擊，致使太陽翼受損，光譜艙被撞開大口子，導(dǎo)致空間站電力不足旋轉(zhuǎn)失控，好在航天員緊急關(guān)閉了艙門，切斷了艙門處的電纜，并動(dòng)用飛船發(fā)動(dòng)機(jī)初步控制了姿態(tài)，才讓“和平號(hào)”起死回生。

這些空間站應(yīng)急搶險(xiǎn)的事例證明，航天員在空間站建造中發(fā)揮著重要的作用。

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