解密在太空如何保障健康 航天员吃什么

2017-05-24 09:05 来源:网友分享

  在太空怎么作息

  主要采用周工作制和天地同步作息制度

  首次30天驻留飞行任务,对航天员身心素质、工作能力提出了更高的要求,也给航天员健康保障、生活保障带来了更大挑战。载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬说,越到后面,出情况的可能性越大。这对于航天员和地面支持团队应急处置能力是一个大的挑战。

  载人航天工程办公室副主任武平说,随着空间飞行时间的增加,太空失重环境对人体带来的不利影响会越来越大,特别是心血管系统功能减退的问题会变得更加突出,还将出现一定程度的肌肉萎缩和骨丢失问题。此外,航天员返回地面时的重力再适应反应症状会较为明显,再适应时间也会相应延长。这对保障航天员身心健康提出新的挑战。

  太空生活保障是重中之重。作息制度安排的合理性、食谱食品的感官接受性、卫生清洁尤其是运动后的清洁问题等,都需要加强系统设计。

  生活作息方面也有很大不同。以往十几天甚至几天的飞行,时间十分宝贵,航天员在太空的任务很多,作息往往按小时甚至分钟来设计。但这次属于中期飞行,要向空间站任务的长期飞行过渡,航天员系统为航天员设计了日计划和周计划相结合的方式,主要采用周工作制和天地同步作息制度的模式,给航天员更大的自主安排和调整的权利。

  黄伟芬介绍,组合体内30天生活按照“6+1”模式,6天工作,1天休整。但头尾会根据进驻天宫的情况适当调整。比如刚进驻天宫时,就像进入新家一样,首先要收拾整理,安放物品。返回地球前,航天员也要整理收拾需要带回来的物品,打扫天宫。

  从“神九”“神十”任务,航天员就开始实行天地同步作息制度,按照地球上的时间早起工作,晚上睡觉。“神十一”的任务,航天员自主调整的权利更大。对地面支持团队来说,尽管不像早期飞行时需要全天24小时值班,但工作量并不能简单地用更轻松来评价。为了给将来的空间站飞行积累经验,这次地面团队将对航天员在轨生活进行大量的统计、观察、记录并用于评估。

  在太空如何保障健康

  建立起天地远程医疗支持系统和心理舒缓系统

  失重是航天员遭遇到的最大考验。中国航天员科研训练中心航天环境医学研究室主任何新星说,在空间轨道的失重环境,血液往头部、上肢转移,人体体液的调节会发生变化。紧接着是心血管可能会出问题。在太空,航天员行走不是靠双脚,而是用胳膊用力飘浮过去。这会导致肌肉的萎缩,也会造成骨质疏松。

  在飞行过程中,地面支持团队将综合利用医学询问、基本生理指标检查、尿常规检测等手段,定期实施健康状态评估;注重加强舱内微生物控制,并配置了预防治疗药品和有关医疗器械。此外,本次任务首次建立起天地远程医疗支持系统,通过天地协同会诊,解决航天员在轨“看病”问题。

  同时,专门为航天员打造了一个“太空健身房”,配备了防护装备和锻炼设备,尽可能降低失重带来的不利影响。比如使用套带,防护飞行初期出现的头胀、鼻塞等不适反应;通过使用拉力器和自行车功量计锻炼、穿着企鹅服工作,对心肺功能下降、肌肉萎缩和骨质丢失等情况进行综合防护。

  所谓“企鹅服”其实也是一种锻炼工具。在太空失重状态下,人的肌肉会失去重力的刺激,发生萎缩。穿上“企鹅服”,可以给人一个对抗的力,维持对肌肉力量的持续刺激,防止失重引起肌肉松弛和骨质丢失。拉力器增加了下肢和腰背肌群的锻炼。航天员系统专家说,一般来说,航天员在太空每天会花一个小时进行锻炼。

  地面支持团队也会在飞行中观察和评估两名航天员的心理状态,并提供心理支持。尤其是中后期,对航天员的情绪、疲劳程度、人机互动、天地互动和两人彼此的互动,都会重点观察和记录。

  黄伟芬说,这次飞行任务中,地面团队为航天员提供了一个基于虚拟现实技术的心理舒缓系统,通过这个系统,航天员可以看到家人、家里场景、熟悉的环境等。改进了天地信息交流系统,航天员可以随时和地面沟通信息、传递邮件,与亲朋好友进行音视频交流。

  航天员自己也随带了感兴趣的歌曲、视频等,包括家人的照片。一天忙碌之后,在晚上自主支配的大约1小时休闲时间里,可以拿出来听或者看看。这也是一种心理上的放松。

  在太空吃什么食物

  六大类100多种食品,食谱5天一个周期

  太空飞行的营养保障,首先是能量的供给,和地球一样,还是早中晚一日三餐,合理配置能量和营养。同时根据飞行时段的不同和航天员的任务情况,合理安排食谱。

  中国航天员科研训练中心航天营养与食品研究室副主任曹平介绍,“神十一”航天员的食谱是5天一个周期。飞行后期,会适当安排低膳食纤维的食谱,增加复合营养素的补充。地面人员记录航天员的进食情况,定期评估,必要时也会提醒该吃什么、吃多少。

  准备的食品比以前的太空任务更加丰富,更符合航天员的饮食需求。譬如在自主飞行段也就是飞船单独飞行时,航天员会喝一些粥,吃一些清淡的食品,到了天宫二号和神舟飞船组合体阶段,航天员开始“正常”生活阶段,一日三餐就变得丰富些。根据飞行中的营养标准,组合体阶段每名航天员每天需要的热量“折合”成食物的分量,相当于一到两公斤。摄入热量的高低也不是随便定的,通常根据航天员在轨的工作负荷来确定。

  地面科研团队给航天员配置了主食、副食共六大类100多种食品,能吃到酱牛肉、鱼香肉丝等家常菜,以及类似甜点的烘焙食品。考虑到中期飞行中航天员的身体状况变化,有一部分食品还有食疗作用。为了使航天食品在太空中既能够安全存放,又能保持美味,科研人员需要运用食品工程的工艺技术,更好地保存和包装食品。航天员可以用舱内配置的专用食品加热器来加热。

  曹平说,由于航天食品算是一种工程产品,自然不会像日常餐馆里做出来的那样。首先要满足安全,能够提供充足能量和营养素,同时也尽可能符合航天员的饮食习惯,做到美味可口。比如好多食物不是新鲜的而是脱干的。这次在太空中航天员也能吃到冰淇淋,但和地面带水分的冰淇淋不同,他们吃到的是冻干冰激凌,就像平时看到的白色泡沫一样,比较干硬。但吃到嘴里,口感不错,它的能量也达到了航天员对食品的要求。

  在太空穿什么衣服

  舱内压力服、工作服、企鹅服等配套使用

  航天服分为舱内航天服和舱外航天服,前者一般指乳白色的舱内压力服,是保护航天员在太空中遇到压力变化甚至真空状态时的装备,后者相当于一个迷你型的飞行器,让航天员能在太空裸露环境中漫步或维修航天器。天宫二号和神舟十一号任务期间,航天员没有出舱的任务,因此不需要带上舱外航天服。航天员在舱内穿的衣服则有好几种。

  这次航天员驾驶神舟十一号飞船和天宫二号对接后,从飞船进天宫前就要换上舱内压力服,以免发生危险。在组合体内正常生活时,他们就脱下舱内压力服,换上蓝色的舱内工作服,按计划进行各项科学实验操作和安排各种活动。目前航天员在空间轨道中穿的衣服种类更多,穿着更加休闲舒适。运动服则是在组合体里进行锻炼时穿的衣服。航天员穿的内衣和舱内压力服、工作服、企鹅服等休闲服配套使用,具有一定的保暖、卫生和舒适性。

  航天员在太空睡觉用睡袋,睡袋兜里配有眼罩和防噪声耳罩,并且有钩子和束缚带,用来把睡袋固定在舱壁上,防止失重情况下飘移。

  专家介绍说,这次给两名“神十一”航天员每人带了8套内衣,5天左右换一套,来保障一个月太空生活的衣着卫生。

  “神十一”执行啥任务

  神舟十一号载人飞船执行什么任务?由航天员景海鹏和陈冬组成的飞行乘组如何分工?

  发射前夕,载人航天工程办公室副主任武平介绍了“神十一”任务。

  武平说,目前,天宫二号已经在轨运行1个多月,状态良好,各分系统和设备工作正常。同时,天宫二号已经调整至高度393公里的近圆对接轨道,建立起交会对接姿态和载人环境。天宫二号满足载人交会对接条件和航天员驻留要求,已经做好了与神舟十一号交会对接的准备。

  尽管神舟十一号飞船充分继承了神舟十号飞船的技术状态,主要功能和技术指标保持不变,但为了更好地完成神舟十一号任务,进一步提高可靠性安全性,以及验证后续空间站技术,神舟飞船此次也进行了适应性改进。

  武平介绍说,本次任务中,天宫二号和神舟十一号飞船是在393公里高度的轨道交会对接,飞船返回地球也是从这个高度的轨道返回,比以往343公里轨道高了50公里,为此对轨道控制策略和飞行程序作了调整,使神舟十一号飞船能够更好适应。本次任务优化调整了货物装载布局方案,进一步提高了本次飞行任务随行运输能力;为进一步提高飞船可靠性,新配备了宽波束中继通信终端设备,显著扩大了测控覆盖范围,提升了飞船姿态快速变化时的天地通信保障能力,从而提高了航天员的安全性和航天器的可靠性;为验证未来航天技术,满足未来空间站交会测量设备长寿命使用要求,对神舟十一号飞船的交会测量敏感设备进行了升级换代。

  武平介绍,景海鹏和陈冬均具备飞船驾驶、组合体管理、手动交会对接,以及故障情况下的应急处置能力。整个飞行任务期间,他们将在轨完成飞行器操控、在轨试验、健康保障、生活照料、科普及展示活动等生活和工作任务。

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