长期驻扎空间站 怎样才能“快乐肥宅”

来源:科技日报 日期:2021-06-02

  5月30日,携带了航天员生活物资、舱外航天服及空间站平台设备、应用载荷和推进剂等的天舟二号货运飞船,采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口,中国空间站天和核心舱迎来首位“访客”。

  如果一切顺利,今年将有2组共6人的航天员乘组,成为我国空间站的首批“太空公民”,而6个月的驻留时间,将成为航天员乘组在轨的常态。

  在这6个月内,空间科学实验与技术试验、货运飞船物资转移、出舱活动和舱外操作、再生生保系统验证、空间站舱段管理、机械臂操作、在轨维修等科学研究和日常活动将挤满航天员的每天。

  坐拥“星景房”,抬眼皆是星空“大片”,又岂能辜负了宇宙星河的馈赠。从空间站驻留经历来看,航天员如何进行天地对话?他们能上网么?睡得踏实吗?又是如何放松娱乐的?

  对笔记本电脑有特殊要求

  如今,笔记本电脑、平板电脑、手机等电子移动装备已经成为人类不可或缺的工作、生活伴侣。但其实,在远离地球的空间站里,这些移动设备也未曾缺席。

  “航天员把笔记本电脑带上空间站是一种常态。”中国航天科工二院研究员、国际宇航联合会空间运输委员会副主席杨宇光告诉科技日报记者,“相较于我们平时所用的计算机,飞船或者空间站用的计算机更注重可靠性。它们要能抵抗严酷的空间环境,例如要能抵抗震动、噪声以及空间射线的辐射。所以相对来说,对计算能力的要求就只能降低一些了。”

  “此外,将这些设备带上空间站,还有一个基本要求,就是要保证设备的用电安全。”杨宇光说,“与乘坐飞机相似,在升空的过程中,这些设备是不能充电的,一旦充电过程中电池爆炸,而载人飞船的空间又很封闭狭小,就可能导致机毁人亡。”

  他介绍说,空间站的试验机柜有各种各样的电源输出,一般而言电压输出都会比较低。笔记本电脑、手机等设备,一般接入5伏、12伏的电压输出口即可充电。

  中国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩介绍:“这些航天专用的笔记本电脑一般都是由研制单位统一配置,而且具有体积小、重量轻、使用比较灵活等特点。航天员用的笔记本电脑一般用于处理实验数据等。”

  在前不久发射的我国空间站天和核心舱中,舱内情景照明可由手机App控制,庞之浩解读,这也意味着手机相当于一个控制器,功能更加多元化。

  目前,正在太空等待中国空间站其他组件升空的天和核心舱,也植入了WiFi。空间站系统副总设计师朱光辰介绍,核心舱采用了情景照明技术和WiFi通信技术,可轻松便捷地控制照明设备开关、查询站上物资存储情况以及与地面视频通话。通过天地通信链路和视频通话设备,空间站可实现与地面的双向视频通话和收发电子邮件。

  中继卫星保障网上冲浪

  但是如果光有电脑,没有网络,航天员也没办法进行“天地对话”。

  “虽然空间站里也有路由器,但航天员如果要使用空间站的网络信号,则需要设备与空间站的通信协议相兼容。”杨宇光表示,航天员不仅能在空间站上网,还能发邮件。

  “目前美国国家航空航天局、欧空局等都有自己的中继卫星,这些中继卫星可以保证空间站和地面24小时不间断的网络连接。”杨宇光说,在我国,空间站和地面通信主要依靠地面测控站、数传接收站和天链中继卫星,其中天链中继卫星能保证不间断通信。

  中继卫星被称为“卫星的卫星”,可为卫星、飞船等航天器提供数据中继和测控服务,为中低轨道遥感、测绘、气象等卫星提供数据中继和测控服务,为航天器发射提供测控支持。

  2008年至2012年,我国先后发射天链一号01至03星,三颗卫星组网运行,使我国成为世界上第二个拥有对中、低轨航天器全球覆盖能力的中继卫星系统的国家。2016年,天链一号04星成功入轨并完成在轨测试,与01至03星实现全球组网运行,为我国神舟飞船、空间实验室以及空间站提供数据中继与测控服务,支持空间交会对接等任务。

  2019年3月,天链二号01星成功发射,这是我国第二代地球同步轨道数据中继卫星的首发星。它与天链一号卫星系统相互兼容,使我国以数据中继为特征的天基通信基础设施在传输速率、服务数量、覆盖范围等方面进一步提升。

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