科普 | 航天员为何是航天器的“当家人”

来源:中国载人航天微信公众号责任编辑:安思翰
2020-09-03 10:23

我们知道,航天员在太空的工作是饱满而紧张的,需要在轨完成复杂的舱内和舱外活动,以及高度智能化的空间科学研究和实验任务。作为载人航天飞行任务的主体,航天员可谓是航天器的“当家人”,但在人类的载人航天发展历程中,航天员并非一开始就占据主导地位。

从苏联东方号和美国水星号飞船升空,到我国神舟五号飞船成功发射,载人航天初期的目标主要是验证人在空间的生存能力,获取航天员空间生活环境和安全的有关数据。在早期的飞行任务中,航天员的主要任务是监视飞船仪表,控制和管理飞船上的各种仪器和设备,即作为一个观察者和“备份”的操纵者。

航天英雄、中国首飞航天员杨利伟在神舟五号返回舱内

随着美国双子星座计划的完成,到我国神舟六号两名航天员实现了多人多天飞行;从苏联上升号飞船航天员实现人类第一次太空行走,再到我国发射的神舟七号到神舟十一号相继突破和巩固了航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术。人们已经初步认识到太空环境对人类的影响,并积累了太空活动的丰富经验。

神舟六号航天员费俊龙、聂海胜在返回舱内

神舟七号航天员翟志刚完成我国首次空间出舱活动

神舟九号航天员景海鹏、刘旺、刘洋进行手控交会对接训练

此时,航天员才真正开始在太空执行任务,不再是载人航天器里的乘客,而是名副其实的主人。大量的太空飞行任务都需要航天员来操作,尤其在某些时段,飞船无法从地面获得任何引导,只能依靠航天员来完成。例如美国阿波罗11号在按照自动制导仪的指示准备登月时,指令长阿姆斯特朗发现预定着陆点有一个大深坑,于是登月舱两名航天员采取紧急措施,在距月面仅600米的高度操纵登月舱避开大坑,安全降落。如果没有航天员的灵活机动,这次飞行任务很可能不会完成。

20世纪70年代以后,随着载人空间站和航天飞机的出现,以及空间技术的不断发展,科学研究和实验任务成为了航天员太空飞行的一个主题。而航天器大型化和复杂化的发展趋势,也日益增加了航天器的管理难度,这就需要航天员更多地发挥航天器“当家人”的主体作用。如今,航天员每次飞行任务都要根据任务的要求,在太空操纵和管理航天器,完成规定的空间科学研究和实验及探险任务,以便获得新的认知和数据。

神舟十号航天员王亚平在聂海胜和张晓光协助下在天宫一号进行我国首次太空授课

神舟十一号航天员景海鹏、陈冬在天宫二号进行人机协同在轨维修科学试验

此外,为了使航天器飞行更安全、更可靠、使用寿命更长、完成任务的成功率更高,航天员还需要对搭乘的航天器进行维修、检修和装配,这是航天员必须承担的一项工作内容。例如神舟十号航天员聂海胜、张晓光、王亚平就对天宫一号目标飞行器进行了在轨维护,通过拆除天宫一号原来铺设的软质地面材料,更换上硬质地板和新的限位装置,更有利于航天员在失重条件下保持身体稳定,能为航天员在太空工作生活创造更加方便、舒适的条件,同时也为未来空间站航天员在轨维修航天器积累了宝贵经验。

神舟十号航天员乘组为天宫一号更换内装饰材料

由此可见,不论航天器的功能如何齐备、结构如何复杂、自动化水平如何高,依旧是服务于航天员的。航天员在航天器和系统运行管理中有着重要的作用,充分发挥和利用航天员的工作能力,使之与航天器自动操作之间优势互补,协调配合,才能确保设计出的航天器便于航天员在太空高效、圆满地完成任务。这对后续我国空间站完成建设和在轨运行,实现航天员长期飞行,开展空间科学研究、实验及应用具有重要意义。

来源:《飞天英雄——追踪航天员飞天足迹》

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