□ 本刊記者 邢 華

每一天，都如履薄冰——訪天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)電總體主任設(shè)計師南洪濤

□ 本刊記者 邢 華

記者：9月15日晚，中秋之夜，我國首個真正意義上的空間實(shí)驗(yàn)室——天宮二號成功發(fā)射，開啟太空之旅，使中國大步邁向空間站時代，吸引了全球目光。您認(rèn)為，天宮二號發(fā)射有哪些重要意義？

南洪濤：空間實(shí)驗(yàn)室成功入駐太空，意味著中國載人航天工程進(jìn)入第二步第二階段——空間實(shí)驗(yàn)室任務(wù)的正式開啟，這是第二步中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，擔(dān)負(fù)著承上啟下的重要使命。

在距離地面幾百公里的太空中，建起一座實(shí)驗(yàn)室，長期運(yùn)行在既定軌道上，這就是天宮二號——中國首個空間實(shí)驗(yàn)室。其獨(dú)特的空間位置確定了可以利用高度優(yōu)勢開展地球資源和太空觀察，利用微重力等空間環(huán)境開展空間技術(shù)試驗(yàn)、航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)和應(yīng)用試驗(yàn)。

記者：天宮二號的主要任務(wù)是什么？將對人類的生活產(chǎn)生什么影響？

南洪濤：天宮二號的主要任務(wù)是接受神舟十一號載人飛船的訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長期飛行的乘員的生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)；接受天舟一號貨運(yùn)飛船的訪問，考核驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)；開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和空間應(yīng)用技術(shù)，以及在軌維修和空間站技術(shù)驗(yàn)證等試驗(yàn)。比較之前的天宮一號，神八、神九、神十的航天員在上面只能停留約1到2個星期，這次天宮二號要確保神十一的航天員能駐留30天。

天宮二號將開展10余項(xiàng)空間科學(xué)與應(yīng)用項(xiàng)目，是載人航天歷次任務(wù)中應(yīng)用項(xiàng)目最多的一次。這些項(xiàng)目看似高冷，但每項(xiàng)都可能給人類未來帶來巨大影響。比如空間冷原子鐘，有望實(shí)現(xiàn)超高計量精度，將目前人類太空中的時間計量精度提高1-2個數(shù)量級；高等植物培養(yǎng)研究項(xiàng)目，旨在發(fā)展空間生命生態(tài)支撐系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)糧食和果蔬種植，解決人類在太空生活中的食物自給問題；復(fù)合材料空間驗(yàn)證研究，可以揭示在地面重力環(huán)境下難以獲知的材料物理化學(xué)過程規(guī)律。這個項(xiàng)目預(yù)期可獲得高質(zhì)量的空間材料樣品，作為模型材料，在結(jié)構(gòu)、功能、工藝參數(shù)等方面獲得有價值的科學(xué)研究成果。

記者：與天宮一號相比，天宮二號增加了哪些新的設(shè)備？

南洪濤：天宮二號是在天宮一號目標(biāo)飛行器備份的基礎(chǔ)上，根據(jù)天宮二號的任務(wù)要求改裝研制而成。天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室相對于天宮一號目標(biāo)飛行器，其上搭載了全新配套的載荷設(shè)備，包括搭載了空間冷原子鐘等14項(xiàng)應(yīng)用載荷，以及失重心血管研究等航天醫(yī)學(xué)設(shè)備，配備在軌維修技術(shù)驗(yàn)證裝置、機(jī)械臂操作終端在軌維修試驗(yàn)設(shè)備。

記者：天宮二號會進(jìn)行哪些試驗(yàn)？您能否詳細(xì)介紹其中一兩個試驗(yàn)？

南洪濤：天宮二號入軌后，將開展地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)和航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和試驗(yàn)，將與載人飛船和運(yùn)輸飛船對接，接受航天員的訪問，驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)等等。其中最重要的是要實(shí)現(xiàn)航天員中期駐留太空、試驗(yàn)推進(jìn)劑太空補(bǔ)加技術(shù)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這兩項(xiàng)是未來空間站建成并運(yùn)行的重要基礎(chǔ)，這也意味著天宮二號承載了空間站發(fā)展的使命。

讓航天員在一個失重的環(huán)境中生活30天，并不是一件容易的事。為此，天宮二號在內(nèi)部增加了很多貼心的設(shè)計，方便航天員的工作和生活。為給航天員創(chuàng)造一個更好的生活和工作環(huán)境，系統(tǒng)地開展了宜居性設(shè)計，包括衣食住行、聲光、艙內(nèi)裝飾、低噪聲等，并增加了一些輔助設(shè)置。首次在天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室中使用可展開的多功能小平臺。航天員可以在上面寫字、吃飯，做一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)。在通信方面，天宮二號為航天員配備了藍(lán)牙耳機(jī)和藍(lán)牙音箱，在點(diǎn)對點(diǎn)傳播的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了航天員間無線通話及航天員與地面的通話，解決了航天員在語音通信中無法在空間實(shí)驗(yàn)室內(nèi)任意活動，以及在飛船?？科陂g，航天員在軌道艙無法與地面通話等問題，大大提高了航天員在軌工作的方便性。

南洪濤，山東青島人，中國航天科技集團(tuán)五院（中國空間技術(shù)研究院）載人航天總體部高級工程師，天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)電總體主任設(shè)計師。

在太空中實(shí)現(xiàn)推進(jìn)劑補(bǔ)加這一任務(wù)，是世界范圍內(nèi)的難題，目前也僅有俄羅斯和美國等航天強(qiáng)國有類似的工程應(yīng)用。航天器在軌運(yùn)行期間，需要消耗推進(jìn)劑來維持軌道和姿態(tài)，但航天器發(fā)射時所攜帶的推進(jìn)劑的量是一定的，推進(jìn)劑消耗完畢，也就意味著航天器壽命的終結(jié)。推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)則突破了這種局限，通過推進(jìn)劑補(bǔ)加，航天器可以在太空中“加油”，從而大大延長飛行壽命。當(dāng)前我國已經(jīng)在推進(jìn)劑補(bǔ)加技術(shù)上取得突破，天宮二號將對此技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證。隨著明年我國首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號”升空，“太空加油”技術(shù)將正式應(yīng)用。

記者：眾所周知，航天器電源系統(tǒng)的可靠性及安全性，一直是航天器系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注的問題之一。天宮二號在配電安全方面做了哪些嘗試？

南洪濤：傳統(tǒng)的航天器電源系統(tǒng)核心部件“開關(guān)”，往往采用機(jī)械觸點(diǎn)的繼電器開關(guān)，一旦機(jī)械觸點(diǎn)“開關(guān)”發(fā)生故障，將對航天器的性能及可靠性產(chǎn)生重大影響。天宮二號在軌維修試驗(yàn)首次采用了“插拔式”的結(jié)構(gòu)設(shè)計，在地面的模擬試驗(yàn)中，科研人員只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。維修試驗(yàn)設(shè)備的配電“管家”不僅能夠像普通的供電開關(guān)那樣供上電，還能在故障時切斷電，在故障修好后又能自動恢復(fù)供電。為了確保航天員能夠在太空環(huán)境中熟練地操作，我們的科研人員還通過多次模擬試驗(yàn)，編制出一份量化到步、圖文并茂的操作手冊，為宇航員開展在軌維修試驗(yàn)提供“看得見”的方便。

記者：天宮二號當(dāng)前運(yùn)行狀況如何？

南洪濤：天宮二號當(dāng)前已經(jīng)完成在軌測試，測試結(jié)果顯示各個分系統(tǒng)狀態(tài)良好，工作正常，并且在成功完成兩次軌道控制后，天宮二號已調(diào)整至離地面393公里的預(yù)定交會對接圓形軌道上，等待神州十一號的到來。

記者：對參與天宮二號研制任務(wù)的航天人來說，這種經(jīng)歷注定畢生難忘。航天征程中，作為一名從山東走出的80后，您的感受是什么？

南洪濤：從2009年開始作為電總體主管設(shè)計師，負(fù)責(zé)天宮一號系統(tǒng)級測試覆蓋分析及測試方案的研究，到擔(dān)任天宮二號電總體主任設(shè)計師，參與推進(jìn)劑補(bǔ)加、載荷試驗(yàn)等研制工作，一路走來，我對載人航天事業(yè)的科學(xué)認(rèn)知在不斷加深，每次都要竭盡所能把能夠認(rèn)知到的問題全部解決掉，確保不讓任何疑點(diǎn)上天。可以說，每一天都是如履薄冰、如臨深淵。做每一件事情，都要有這個態(tài)度。