文|經(jīng)緯創(chuàng)投

4月16日9點57分，神舟十三號載人飛船返回艙成功著陸在內(nèi)蒙古阿拉善盟額濟(jì)納旗境內(nèi)的東風(fēng)著陸場，三名航天員翟志剛、王亞平、葉光富如期返回地球家園。

自去年9月發(fā)射以來，三名航天員已經(jīng)在中國的“太空之家”上待了180余天，刷新了中國航天員連續(xù)在軌飛行時長新紀(jì)錄。超長的太空出差時間，給足了航天員們在太空工作和體驗生活的機會。除了出艙活動、在軌科學(xué)實驗等“常規(guī)操作”，三名航天員們此次還進(jìn)行了兩次太空授課直播，舉辦了天宮畫展，并在太空度過了一個特別的春節(jié)。

本次任務(wù)的圓滿完成，標(biāo)志著屬于中國的“太空之家”順利完成關(guān)鍵技術(shù)驗證。根據(jù)后續(xù)安排，中國空間站即將進(jìn)入緊鑼密鼓的工程建設(shè)階段，并爭取在今年年底全面完成空間站在軌建造。中國一代代航天人接力繪制的宇宙探索畫卷正在逐漸清晰起來。

回顧三位航天員們在地球400多公里外出差的這半年，他們生活得如何？“感覺良好”三人組完成了哪些任務(wù)？中國空間站的建設(shè)進(jìn)度如何，何時正式對外“開業(yè)”？以下，Enjoy：

1、在太空出差半年，是一種怎樣的生活？

早在神舟十二號任務(wù)期間，中國“太空之家”的高質(zhì)量生活條件已經(jīng)大大超乎我們想象了——不僅有WiFi可以實現(xiàn)與地球的實時聯(lián)系，還有營養(yǎng)豐富的太空食品，以及獨立的睡眠區(qū)保障充足的休息。當(dāng)乘組任務(wù)時間翻倍，對空間站的宜居情況提出了更高的挑戰(zhàn)。

在航天人們的配合協(xié)作下，神舟十三號的出差體驗得到了進(jìn)一步升級，航天員們在很多環(huán)節(jié)完全能夠?qū)崿F(xiàn)“自己動手，豐衣足食”。

而得益于空間站內(nèi)各機位的攝像機，我們也可以在400多公里外的地球上，足不出戶就欣賞到航天員們新鮮的太空生活圖鑒。

先來看看航天員們在空間站的作息安排。熬夜？那是不存在的——航天員們晚上10點睡覺，每天中午還有2小時午休時間，休息好才能夠有足夠的精力完成高難度的出差任務(wù)。

起床后，航天員們各自從獨立的睡眠艙出來，先進(jìn)行一番“精致”的洗漱，擦臉?biāo)⒀酪蠖寄艿玫匠浞譂M足。

然后，三位航天員們開始享用加熱過的豐盛早餐。雖然看不出包裝袋中具體有哪些食材，但單看品種，絕對比大家出差時候的時候有過之而無不及。最關(guān)鍵的是，這早餐還能“飄著”“玩著”吃。

我們曾經(jīng)提到，在神舟十二號的飛行期間內(nèi)，為航天員配備了120多種營養(yǎng)均衡的菜品。此次在菜單制定上，我們依舊把“美食大國”的氣質(zhì)拿捏得死死的——除了準(zhǔn)備了百余種食物外，科研人員還結(jié)合航天員特點準(zhǔn)備了更具個性化的食譜。比如，王亞平是山東人，特意給她配置了海鮮；葉光富來自成都，菜譜相對偏辣；翟志剛是東北人，口味則比較廣泛。

圖源/CGTN

同時，考慮到在軌飛行時間較長，航天員們可能會吃膩一些長保質(zhì)期的事物，地面科研人員還會通過神舟飛船將短保質(zhì)期的食物送上空間站，為航天員補充蔬菜水果等。 在出差了一段時間后，曾有不少網(wǎng)友通過空間站視頻發(fā)現(xiàn)航天員們“變胖”了，調(diào)侃道是不是太空伙食太好了？事實上，這倒主要還是與空間站微重力環(huán)境下的生理反應(yīng)有關(guān)，失重后航天員們的體液需要重新分布，向頭部分布較多一些，所以顯得有點“浮腫”。

當(dāng)然了，即使在空間站，航天員們吃完飯后也免不了要打掃廚余垃圾，并且還要進(jìn)行嚴(yán)格的垃圾分類，將對應(yīng)的食物殘余和包裝袋放到對應(yīng)的收納袋中。

太空垃圾會按照危害等級分類，廚余、排泄物等垃圾需要添加防腐劑，它們屬于高危害等級。由于空間站上的垃圾可能需要一年才能運回地面，為了防止滋生細(xì)菌，污染整個空間站，其處理非常嚴(yán)格。而紙巾、塑料袋等普通垃圾可以抽真空，壓縮以減小體積，這樣才能存儲更多垃圾方便進(jìn)一步處理。 對于一次超長時間的太空出差而言，理發(fā)也是個非常重要的問題，一旦處理不好就會產(chǎn)生風(fēng)險。

在失重的條件下，航天員們是如何保持發(fā)型的呢？ 鏡頭里，王亞平展示了她高超的“太空洗頭”技術(shù)，再用發(fā)帽將頭發(fā)擦干。然后，我們的太空“Tony老師”葉光富上線了，他拿出專業(yè)的設(shè)備，開始給王亞平梳理和修剪頭發(fā)。指令長翟志剛則在一旁拿著碎發(fā)收集器輔助理發(fā)。

隨著我國進(jìn)入空間站建造階段，未來航天員長期在軌駐留將成為常態(tài)化，太空理發(fā)也將是航天員在軌生活的必備環(huán)節(jié)之一。 除了互幫互助理發(fā)外，航天員們還要協(xié)助彼此進(jìn)行健康監(jiān)測。

既有五官鏡等健康監(jiān)測，還需要定期測量身高。因為微重力環(huán)境下航天員的身高變化，不僅關(guān)系到航天員的外在體型變化，還關(guān)系到對航天員骨骼狀態(tài)的檢查。 與地面不同的是，在微重力環(huán)境中測身高可不需要站著，借助特定的固定裝置，航天員們“躺平”即可完成測量。

在軌六個月，神舟十三號乘組無比豐富的業(yè)余活動也讓大家開了眼界——在太空寫書法、玩樂器、攝影、聽歌刷劇.....想得到和想不到的活動，在空間站中可以說是應(yīng)用盡有。

聶海勝在空間站中練習(xí)書法 本次乘組活動的一個重要亮點，莫過于三位航天員今年在空間站度過了一個特別的春節(jié)。由于神舟十三號任務(wù)的時間跨度史無前例的長，這也是中國人第一次在太空過春節(jié)。 無論是在地球還是太空，儀式感是少不了的，在除夕前，三位航天員就先布置了一番我們的“太空之家”——春聯(lián)、小老虎吉祥物、紅氣球，把空間站里的年味安排得明明白白。

除夕夜，“感覺良好”三人組在空間站享用了一餐獨一無二的年夜飯，餃子光靠飄就炫進(jìn)口中了。

除夕當(dāng)晚，是中國航天員們第一次以太空視角看春節(jié)的祖國夜景。城市萬家燈火，有闔家團(tuán)圓的幸福，也有盡職盡責(zé)的堅守。

相隔距離雖遠(yuǎn)，但航天員們對于重要活動的參與感卻絲毫不少。 在正月十五的元宵晚會上，神舟十三號的乘組通過天地連線的方式驚喜現(xiàn)身。王亞平帶來一首限定版的《茉莉花》古箏曲，讓古典民樂在空間站奏響。

翟志剛和葉光富則親自書寫了一對元宵節(jié)燈謎，邀請觀眾來猜這史上第一幅太空燈謎。

北京冬奧會前夕，航天員們還在空間站上通過科學(xué)實驗的方式，“變”出了一個五環(huán)，為冬奧會加油助威。

2、太空三人組此次出差完成了哪些任務(wù)？

空間站的生活令人向往，不過此次神舟十三號乘組更是肩負(fù)著大量高難度工作任務(wù)前往空間站出差的。作為中國目前在軌時間最長的航天員乘組，“感覺良好”三人組具體完成了哪些任務(wù)呢？

兩次出艙活動

在神舟十二號乘組任務(wù)中，中國航天員已經(jīng)實現(xiàn)了從天和核心艙出發(fā)的兩次太空行走。在神舟十三號的飛行過程中，依舊安排了兩次出艙作業(yè)。 2021年11月8日，經(jīng)過約6.5小時的出艙活動，神舟十三號航天員乘組在密切協(xié)同下，圓滿完成第一次出艙活動的全部既定任務(wù)，包括機械臂懸掛裝置與轉(zhuǎn)接件安裝等。這也是中國航天史上首次有女航天員參加的出艙活動。 三名航天員們有梗的“感覺良好”接力，看得網(wǎng)友們激動地直言“這是去太空說相聲了啊”。

12月26日，神舟十三號乘組再完成第二次出艙任務(wù)，“下一次出艙”的80后航天員葉光富實現(xiàn)首次出艙。這次活動完成了全景相機C抬升、艙外作業(yè)點腳限位器安裝及相關(guān)工效驗證等任務(wù)。

一句句“感覺良好”，令我們心安。但在充滿未知的宇宙環(huán)境中，出艙其實是一項難度極高的高風(fēng)險活動，任何一點故障都可能導(dǎo)致出艙活動的失敗，甚至威脅到航天員的身體健康和生命安全。 出艙活動到底有多難？據(jù)中國載人航天工程辦公室介紹，航天員們的出艙活動難在五方面：

天地協(xié)同：在出艙活動中，地面工作人員們必須時刻守護(hù)著，通過視頻與通話，及時發(fā)現(xiàn)可能存在的事故隱患并迅速處理。

艙內(nèi)外配合：三名航天員們彼此配合，兩名航天員出艙的同時，另一名航天員必須緊盯艙內(nèi)屏幕，密切關(guān)注同事的一舉一動，精準(zhǔn)、從容地進(jìn)行機械臂操作，將他們運送到正確位置。

與機械臂協(xié)同工作：機械臂就像盤旋在空間站之上的一條巨龍，航天員需要充分掌握“駕馭”它的本領(lǐng)，與之密切配合完成艙外各項工作，在失重情況下實現(xiàn) “人臂合一”。

精準(zhǔn)操作，萬無一失：太空每一個精準(zhǔn)的動作，都離不開在地面反反復(fù)復(fù)的“魔鬼訓(xùn)練”。在去空間站前，航天員們就會通過虛擬現(xiàn)實訓(xùn)練器等多種設(shè)備開展訓(xùn)練，對每個環(huán)節(jié)、每個動作都能夠熟記于心，熟記于行。

個人安全防護(hù)：出了舒適的“太空之家”，條件就變得極為惡劣，200多攝氏度的溫差、空間輻射都影響著航天員們的身體情況。艙外航天服和一些出艙保障設(shè)備，是航天員短暫的“避風(fēng)港”

這兩次任務(wù)的成功，不僅為后續(xù)出艙活動進(jìn)一步積累了經(jīng)驗，也讓實施艙外作業(yè)逐漸成為空間站階段飛行任務(wù)工作常態(tài)。

兩次太空授課

繼2013年首次太空授課活動后，最美太空教師王亞平的“太空班”再度開課。這次，神舟十三號乘組帶來了兩次太空授課，通過天地連線的方式讓多地學(xué)生同時上課。 在“天宮課堂”第一課中，航天員們先帶領(lǐng)大家參觀了天和核心艙的布置，其后太空教師王亞平展示了太空花開、雙重人像、太空轉(zhuǎn)身等各種在地面上不曾見過的奇妙景象。

“天宮課堂”第二課里，三位太空教師向?qū)W生們進(jìn)行了魔法般的太空實驗，還帶大家參觀了天和核心艙里的科技實驗設(shè)備。北京冬奧會頂流冰墩墩更是現(xiàn)身中國空間站，成為本次太空的重磅“助教”。

在軌科學(xué)實驗

作為被給予厚望的國家級太空實驗室，神舟十三號任務(wù)在神舟十二號的基礎(chǔ)上完成了二十余項科學(xué)實驗。 據(jù)中國航天員訓(xùn)練中心研究員、載人航天工程航天員系統(tǒng)副總設(shè)計師李瑩輝介紹，空間站的太空失重環(huán)境，為人類開展生命科學(xué)研究提供了便利條件。 依托中國空間站，中國在神舟十三號乘組在軌期間，首次建立了空間條件下細(xì)胞的長期培養(yǎng)體系和細(xì)胞模型，利用這樣的體系和培養(yǎng)模型，科研工作者完成了幾項國際領(lǐng)先的生命科學(xué)實驗： 例如，中國完成了國際上首例從人體尿液中的腎上皮細(xì)胞，通過基因重編程的方式，把它轉(zhuǎn)化成生機勃勃的、具有多種功能的干細(xì)胞，又分化成為心肌細(xì)胞?？茖W(xué)家們用基因編輯技術(shù)編輯了一個熒光蛋白，通過熒光蛋白的熒光，實現(xiàn)人類歷史上首次觀測失重條件下的心肌細(xì)胞“鈣信號閃爍”過程。

利用心肌細(xì)胞對重力敏感的特性，科研工作者根據(jù)航天員在軌實驗觀測，比對心肌細(xì)胞在重力條件下和失重條件下的收縮過程、收縮特點，可以更好地解讀失重對人類的影響。這項技術(shù)一方面可以幫助來了解人類在失重條件下的心血管變化特征，另一方面也對大眾健康、人類的再生與衰老，包括人類的長壽和心臟病的發(fā)生，提供了非常好的實驗?zāi)Ｐ汀?此外，依托中國空間站和神舟十三號，中國科研工作者還完成了國際上首次皮膚干細(xì)胞長期失重條件下的懸浮培養(yǎng)實驗，為長期失重條件的細(xì)胞研究提供了重要的技術(shù)平臺。

開展這樣的細(xì)胞空間實驗，將有助于人類更好地認(rèn)識生命、突破自身。

3、神舟十三號任務(wù)圓滿完成，中國空間站年底有望全面建成

每個小目標(biāo)的完成，都是為了最終實現(xiàn)建成中國空間站的大目標(biāo)。那么從空間站的角度而言，神舟十三號任務(wù)實現(xiàn)了哪些技術(shù)驗證目標(biāo)？

首次在太空實施徑向交會對接

此前中國的載人飛船采取的都是軸向?qū)蛹夹g(shù)，從前端或后端對接上空間站。 中國的空間站常用的對接口有3個，由于之前空間站天和核心艙的前向端口已經(jīng)被天舟二號貨運飛船對接，后向端口上又連接著天舟三號，神舟十三號飛行任務(wù)只能從徑向進(jìn)行對接。

軸向?qū)觾H需要飛船跟空間站保持在一樣的軌道高度上，而徑向?qū)泳鸵鼜?fù)雜得多。 第一個難點在于相對控制。以往的軸向?qū)訒r，在最后的平移接近靠攏時，飛船與空間站處于同樣的軌道高度，具備相同速度，可以設(shè)置若干停泊點，走走停?？拷臻g站。而徑向?qū)有枰獜南路娇拷?，全程都存在著速度差，需要通過更復(fù)雜的控制，才能消除偏差主動停泊。 第二個難點在于姿態(tài)變化。徑向?qū)拥倪^程中，飛船需要進(jìn)行俯仰調(diào)姿和滾動調(diào)姿，最終保持直立狀態(tài)對接，涉及到對接過程中導(dǎo)航敏感器合作目標(biāo)的切換。

第三個難點在于測控條件。當(dāng)飛船轉(zhuǎn)為垂直姿態(tài)后，本來一上一下的天線變成了一前一后，這將會使測控的弧段變得不再連續(xù)，給飛行實踐和任務(wù)規(guī)劃增加了難度。為此，航天人們設(shè)計了空間站的信息代傳功能，讓空間站當(dāng)了一回“路由器”——飛船可以將信息發(fā)給空間站，再由空間站中轉(zhuǎn)給地面。

驗證機械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位技術(shù)

開展機械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位，也是神舟十三號飛行乘組的重要任務(wù)之一，指的是將已經(jīng)對接在窗口上的航天器抓取后，轉(zhuǎn)移對接至其他窗口。

在中國空間站建造過程中，后續(xù)還將有問天號、夢天號實驗艙與空間站對接的過程，為了讓這兩個重達(dá)20多噸的大家伙與空間站安全對接，航天人在研究后決定還是讓實驗艙與空間站先進(jìn)行軸向?qū)?。對接后，再轉(zhuǎn)動機械臂，讓其轉(zhuǎn)九十度實現(xiàn)側(cè)面對接。

神舟十三號任務(wù)期間，通過機械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位、手控遙操作等試驗，檢驗了機械臂輔助艙段轉(zhuǎn)位的可行性和有效性，驗證了空間站艙段轉(zhuǎn)位技術(shù)和機械臂大負(fù)載操控技術(shù)。

空間站長期駐守常態(tài)化驗證

從科學(xué)研究的角度出發(fā)，航天員在太空內(nèi)駐留的時間越長，驗證得到的結(jié)果可靠性也會越高。而6個月的乘組更換也是基于平衡科研效益和人性化考慮得出的數(shù)字。太空畢竟有別于地球，過長時間的工作對宇航員的身心健康都會造成一定的影響。

此次神舟十三號乘組在軌駐留6個月，后續(xù)檢測若能進(jìn)一步驗證航天員們的身心健康狀態(tài)未受較大影響，就能夠驗證空間站實現(xiàn)常態(tài)化長期駐守的可能性，打下堅實基礎(chǔ)，以便未來有更多宇航員長期在空間站進(jìn)行各項實驗任務(wù)。

首次采用快速返回方案

神舟十三號返回最大的亮點，在于首次采用了“快速返回方案”，這是之前從未嘗試過的飛船返回技術(shù)。 去年神舟十二號返回地球時，從飛船與核心艙分離到落地需要28小時（其中有4個多小時用于驗證徑向交會對接）——需要在載人飛船和空間站艙段分離后圍繞空間站進(jìn)行繞飛，然后伺機轉(zhuǎn)入返回軌道，這對返回艙內(nèi)航天員的身心狀態(tài)提出了巨大挑戰(zhàn)。神舟十二號飛船曾繞地飛行18圈，才找到返回窗口。 而此次整個過程縮短至9小時左右。神舟十三號載人飛船脫離空間站艙段后，直接就進(jìn)入返回模式，這將大幅提高航天員的舒適度和任務(wù)完成效率。過程看似簡單，實則“步步驚心”，每一步都得精準(zhǔn)無誤地完成。

在這個過程中，中國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將起到重要作用，幫助快速確定位置。飛船上的計算機將根據(jù)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)來制定最合適的加速和變軌方案，較之前減輕了地面工作人員的工作負(fù)擔(dān)，保障了整個返回過程的精確度。

神舟十三載人航天任務(wù)的圓滿結(jié)束，標(biāo)志著中國已經(jīng)順利完成了中國空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段，離大目標(biāo)建成中國空間站又更近了一步。從今年5月起，空間站將邁向工程建造階段。 在下一步的建造階段中，載人航天工程將會依次發(fā)射天舟四號、神舟十四號、問天實驗艙和夢天實驗艙，搭建出中國空間站的“T”字基本構(gòu)型。 并且今年年底前還有望發(fā)射天舟五號和神舟十五號，屆時將會有六艘航天器前往空間站，中國空間站將首次形成6艙合體的構(gòu)型——包括天和號核心艙，問天號實驗艙，夢天號實驗艙，神舟十四號載人飛船，神舟十五號載人飛船，以及天舟五號貨運飛船，空間站總重量將達(dá)97.6噸左右，成就百噸級空間站的規(guī)模。 現(xiàn)代航天之父齊奧爾科夫斯基曾言，地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠(yuǎn)生活在搖籃里。致力于探索太空，事關(guān)長遠(yuǎn)。

幸運的是，太空中有一座“太空之家”為我們而留，距離最終實現(xiàn)這個目標(biāo)已近在咫尺。

References：

1）中國載人航天工程辦公室

2）央視新聞、新華社、我們的太空

3）@中國科普博覽、@焦維新教授 微博

4）《神舟十三號的任務(wù)比你想象的更艱巨》，作者/陳博，36Kr

5）《剛從冬奧下班的冰墩墩，竟然去中國空間站“兼職”了！》，作者/Owl，BY 果殼（ID：Guokr42）

6）《航天員“變胖”了，是因為“太空伙食”太好了嗎？》，作者/馬帥莎，BY 中國新聞社

7）《回家在即！神舟十三號首次采用的快速返回方案是什么？有多快？》，BY 上游新聞

8）《神舟十三號將快速返回！從一天縮短到幾個小時，是如何做到的？》，BY 深度解讀局