天上两年 人间几何
——攻克“天宫一号”在轨长寿命技术难关侧记

    新华社北京９月３０日电（记者 王敏）备受瞩目的“天宫一号”目标飞行器成功发射升空后，我国将相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船，并分别与“天宫一号”实现空间交会对接。据了解，神舟飞船轨道舱留轨运行的寿命只有６个月，而重达８吨多的“天宫一号”使用寿命要达到两年，无疑给研制团队带来巨大挑战。

    研究团队如何攻克在轨长寿命的技术难关？“天宫一号”在太空的两年生活中又将遇到哪些艰难险阻？中国航天科技集团公司第五研究院载人航天总体部型号主管设计师李兴乾对此进行了解读。

    据了解，科研人员早在设计研制中，就对“天宫一号”的舱体密封性提出很高要求，保证“天宫一号”所携带资源的泄漏微乎其微，同时携带足够的气源进行泄漏补偿，不会影响航天员的正常使用。

    “交会对接完成后航天员可以从飞船中进入‘天宫’进行工作，此外我们还在‘天宫’里为航天员配备了体育锻炼设施和娱乐设施，笔记本电脑里事先存储了航天员感兴趣的影音节目，而且从太空中甚至还可以往地球上发送电子邮件。”李兴乾说，“‘天宫一号’舱体密封性很好，所携带的资源足以供应航天员工作时的需要。”

    “天宫一号”里有５００余台大小设备，它们对于“天宫”的在轨运行和正常工作无疑都十分关键。在太空中，这些设备一旦出现故障怎么办？李兴乾说：“我们设计时已做了充分的地面试验，有的设备试验次数达万次以上，就是为了提高设备的可靠性。”

    原来，研制人员经过大量试验，在参考同类设备实际飞行结果数据的基础上，针对各种可能出现的故障提前制定了几百种预案，从系统、到分系统、到单机，各级、各层面上都做了备份，保证“天宫一号”各部件的正常运转。“在一些关键设备的控制上，我们还设计了‘双保险’，比如无人期间设备自动控制，有人时还可以让航天员参与进行人工控制。”李兴乾补充道。

    “天宫一号”中有人时的生活自然丰富多彩，无人时也并不“寂寞”。除了进行空间探测、空间技术应用试验外，它还要时刻对太空中随时可能遇到的危险保持高度警惕。太空垃圾是围绕地球轨道的无用人造物体，小到人造卫星碎片、漆片、粉尘，大到整个火箭发动机。这些零零碎碎的太空垃圾，由于它们和航天器之间的相对速度很大，一般为几千米每秒至几十千米每秒，因此，即使轻微碰撞，也会造成航天器的重大损坏。为此，研制人员制定了应对措施，在“天宫一号”的舱体上设计了特殊的防护装置，较小的太空垃圾几乎不会对“天宫一号”造成多大影响；遇到体积较大的太空垃圾时，“天宫一号”会提前启动预警机制，躲开危险物。

    太空环境是千变万化的，太阳因能量增加会向空间释放出大量带电粒子流，形成的高速粒子流就叫太阳风暴，这种现象被科学家形象地比喻为“太阳打喷嚏”。２００３年１０月底，由太阳耀斑爆发引发的一系列强烈太阳风暴使多国的航天器受到干扰。这两年是太阳活动高峰年，研制人员预计“天宫一号”将会遭遇太阳风暴影响，致使其轨道衰减速度加快，进而影响到下次与下一艘飞船的交会对接。为此，研制人员进行了有效的设计，适时可利用地面控制系统，启动“天宫一号”上的推进器将自身往高处托举，使之维持在要求的轨道高度。当然，即使不发生太阳风暴，“天宫一号”在太空中运行的轨道高度也不是一成不变的：在与飞船交会对接时，它会飞得低一些，大约距离大气层３４０公里；无人期间则会飞得高一些，约３７０公里，因为越高的地方空气密度越小，轨道衰减越少，从而更加节约能源。