天博面对面丨打造宜居的太空家园 专访中国航天员中心环控生保室主任卞强—新闻—科学网

11月30日，神舟十五号航天员顺遂入驻中国空间站，与神舟十四号航天员 会师 太空。6名航天员同时于轨，创举了中国空间站访客新纪录，同时也对于空间站的情况节制与生命保障体系提出了更高的要求。本周，《面临面》专访中国航天员中央环控生保室主任卞强。

航天员的 掩护伞

间隔中国空间站约400千米的中国航天员中央，与空间站组合体1∶1巨细的地面伴飞舱里，环控生保团队最先了一天的事情。模仿6名航天员的于轨勾当，团队需要对于舱内的氧气、二氧化碳等参数举行及时监测。

记者：为何伴飞舱你们也要紧密亲密存眷它们的数据变迁？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：由于天上的这套体系运转时间长了以后，咱们不知道它会发生甚么样的问题，于地面这套模仿体系的时辰，咱们会比天上提早一到两天，步伐要提早一到两天。

记者：甚么叫提早一到两天？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：假如申明天要干的工作，我昨天就给它干了。好比说像乘员轮换6小我私家的体系，立刻要进6小我私家了，我会于提早一到两天的时辰，把地面的代谢模仿体系调成6小我私家的状况，我要看看我这个情况节制威力，于甚么时间会到达最高点，于甚么时间均衡浓度会有可能超限，会启动非再生功效。

神舟十五号航行使命是中国空间站制作阶段的末了一棒，也是空间站运用与成长阶段的第一棒。6名航天员同时于轨5天，验证空间站体系航天员于轨轮换保障威力。

记者：能保障他们几天，最年夜值？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：十天。

记者：这十天再往上另有可能吗？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：有可能。项目上给咱们提的要求最年夜是十天，实在从今朝这个体系状况来看，持久六小我私家也是有可能的。

记者：你说的持久是多久？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：十五年。咱们不光于焦点舱有，于问天舱另有一套再生生保体系，这两套体系是备份瓜葛，焦点舱坏了用问天舱的，假如两套全坏，我另有一套非再生体系去保底。有这三套体系于天上，咱们可以短时包管六小我私家十天，假如项目上有需要，六小我私家持久于轨，咱们也能够经由过程事情模式去设计。

国际空间站20年的运转经验注解，环控生保体系于轨妨碍率高，平均每一年22起。卞强以及他的团队也面对着一样的危害以及应战。要霸占难关，更要杜绝隐患。为了包管保险，团队事情职员不只要于各阶段全方位排查妨碍，还要颠末高强度、多批次实验，让隐患袒露出来，让产物不带任何隐得天。

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：某一次使命发射以前，有一个产物到咱们手内里，咱们一个设计师发明于运转历程中就是有一个微小的噪声。实在所有的指标都是一般的，它的噪声程度也是一般的，可是从听觉上咱们觉得，这内里有一个不调和的声音。咱们就坚决地把这个产物叫停了，末了拆解发明果然是于轴承上有一个细微的裂纹。

记者：假如没发明会如何？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：没发明带上天，带上天以后体系运转就会有保险性问题。原来我计划运转两年或者者是三年，我没有带响应的备件的话于一年半它坏了，它的妨碍就有可能致使某一个体系的掉效，可能这个使命就患上提早竣事，为了包管航天员保险，我们可能就会提早返回。

于霸占15项要害技能以及11个技能难点后，2020年3月尾，再生式环控生保体系终究完成正样飞天产物交付，实现了由 补给式 向 再生式 的庞大超过。

制造再生式环控生保体系

于以往的短时间载人航行使命中，航天员于太空保存所需的氧气以及水都从地面携带，即耗损式的非再生技能，但若于轨时长跨越3个月，仅靠地面补给价钱过在极重繁重。空间站使命启动时，再生式环控生保被列为空间站庞大要害技能之一，即应用物理化学的要领，对于航天员孕育发生的二氧化碳、水汽以及尿等烧毁物举行收受接管哄骗，实现空间站年夜气、水等物质的轮回再生。

记者：再生生保就是把呼出的二氧化碳再酿成氧气，把废水酿成可以哄骗的纯清水，这个理论上你们熟悉到把它实现，难不难？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：最底层的机理上各人都知道，可是真真正正地要去实现，把这个化学方程式于天上去实现，它必需走完从理论到技能，从技能到项目，实在就是把一个小型的化工场搬到了天上。

记者：焦点舱该当说是寸土寸金，那必然是给你们有限的空间？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：整个项目研制之初，它已经经把处所给你分配好了，这个梗概是1.5个立方，就这么年夜。

记者：就这么点地，要带一个化工场上去，怎么搞？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：经由过程高效的地面集成，体系集成技能。咱们本身做了一套体系，就是翻转式维修的一套体系，这套体系不只正面可以装装备，背面也能够装装备。

记者：假如我想再进级怎么办呢？我总不克不及说是于家拆了装修我重来？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：实在体系于设计之初的时辰，咱们就预留了一些可供进级的接口，包孕安装位置、供电接口、信息传送接口，后续假如体系另有一些局部上进级的话，咱们会经由过程备件改换的体式格局实现体系进级。

设计早期，再生式环控生保体系包孕�첩五个子体系：电解制氧子体系、二氧化碳去除了子体系、微量无害气体去除了子体系、尿处置惩罚子体系以及水处置惩罚子体系。虽然道理简朴，但怎样从技能到项目冲破是一项世界性难题。此中，尿处置惩罚体系是让卞强劳神多的。

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：尿液傍边杂质许多，要想提取水，就必需对于它举行预处置惩罚。预处置惩罚后的尿液是一种强酸强氧化性的工具，以及它接触的工具都必需耐酸，还要扭转耐磨，这个难度比力年夜，尿处置惩罚体系内里用了一个轴承，就这一个轴承咱们整整干了五六年。

记者：假如说这个问题不解决，那它带来的影响又是甚么？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：这个产物寿命就会很是短，有的以至在几百个小时它就坏了，假如说十几天、二十天、几十天就换一个工具的话，你收受接管回来水的价钱还不如你改换这个产物的价钱，那就患上不偿掉了。

太空中的这套装配没有现成产物，国际上也没有经验可以自创，团队必需按照自身产物特色自立研发。因为经不起技能上的重复，他们采纳了多方案并行的体式格局，从中选择乐成率较年夜的方案继承推进，直到产物满意使用寿命要求。

空间站尿箱的设计容量为22升，尿液于卫生区颠末预处置惩罚后，由航天员搬运行移至尿处置惩罚体系。

中国航天员中央环控生保室主任卞强：咱们有一套体系，尿收满了以后会主动提示航天员这处所尿箱满了，可以处置惩罚了。

记者：22升尿液网络起来了于尿箱内里，它能孕育发生几多饮用水？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：这个效率应该是于83%摆布。18千克，22升的尿液进入这个水箱以后，它要进水处置惩罚体系，水处置惩罚体系以后，终极的制品水都是装于这个内里，尿的再生水以及汗液的再生水是混着的。梗概是一箱尿再生水以及一箱汗再生水，混成一个软水箱，搬到饮水机那块供航天员一样平常糊口使用，不光是喝。

记者：22升要处置惩罚完了，要处置惩罚成可食用的纯清水要花多久？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：从尿处置惩罚体系对于这个22升的尿液，举行处置惩罚的话梗概需要12个小时摆布，这只是中水，再用不到12个小时的时间，就会把它处置惩罚成纯清水。

让太空家园更宜居

除了了保障体系的功效性，环控生保团队也会充实思量航天员于轨糊口的便当以及恬静性。

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：咱们只管即便去让航天员有一种家的觉得，设计的时辰咱们会只管即便去参考咱们家内里洗手间使用的体式格局。

记者：咱们于地球上是有重力的，你排出来是往下，可是于天上它会飞，你怎么把它给逮起来?

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：咱们做了一套引流体系，年夜风量地去吸。

2021年6月17日，神舟十二号飞船发射升空，与2021年4月29日发射入轨的天以及焦点舱乐成对于接。航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波成为进驻中国空间站的第一批太空访客。3个月的 太空出差 ，他们初次于轨验证再生式环控生保体系的全数功效。

当航天员把地球的糊口搬上了太空，环控生保团队也把航天员的太空糊口搬进了空间站地面伴飞舱。同时，于航天员撑持中央监控年夜厅，环控生保团队也对于神舟十二号航行乘组及空间站组合体实行24小时不间断跟踪测控，并按照下行参数对于体系作妨碍判定以及康健治理。

记者：你们作为生保体系的科研职员的话，最存眷天上的哪一块？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：实在咱们更存眷的是巨细便处置惩罚这一块。

记者：为何？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：由于只有这个体系呈现妨碍，留给咱们的处置惩罚时间很是短。举一个例子，假如电解制氧处置惩罚体系妨碍，整个空间站内里有必然的氧气，它可以供航天员维持一段时间，这个时间可能会到达一天两天或者者两天三天都有可能。可是巨细便体系呈现妨碍以后，留给咱们的处置惩罚时间很是短。

记者：为何这么说？

中国航天员中央环控生保室主任 卞强：人有三急。

记者：有堵的时辰没有？

航天员 汤洪波：没有彻底堵上，可是就是阿谁管路内的压力会出格年夜，阿谁液体它就不易于整个体系内里轮回起来，梗概20升摆布的尿液要处置惩罚十七八个小时，二十个小时摆布，要处置惩罚很永劫间，地面监测就发明这个处置惩罚时间超时了。

中国空间站成为好居的 太空家园 ，这暗地里，是昔时那支平均春秋不到35岁的科研团队，他们用10年的时间将他们的产物奉上天。

如今，6名航天员于轨轮换进一步验证了环控生保体系的保障威力，这群于航天员死后默默托举他们飞天的人，用先后数十年的艰苦支付以及24小时不间断的昼夜守护为他们一起保驾护航。然而，卞强以及他的团队方针不止在此。

于霸占再生式环控生保技能时，团队也同步开展受控生态环控生保技能的堆集以及研究，即生物再生式技能，经由过程动物光互助用以及微生物分化作用，实现氧气、水以及食品的轮回哄骗，并乐成实行了 绿航星际 4人180天受控生态生保体系集成实验，为将来人类持久太空航行，驻留月球、飞向火星的预先研究打开了新场合排场。

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