神舟二十一号乘组返回后,朱杨柱、张志远、黎家盈正式接管空间站运营工作。本次任务组比较值得关注的有三点。
首先是神舟二十三乘组当中的一人,将实施中国第一次在轨一年的空间飞行实践。
年底神舟二十四号带来巴基斯坦航天员之后,将有一人不会随神舟二十三号返回,而是继续留轨。具体是谁,看到时候任务能力和身体情况决定。
第二个看点是香港航天员黎家盈首次上天就要驻留半年,作为一名没有飞行员经历的宇航员,这将带来一定的挑战。
第三就是香港科技大学牵头研制的“天韵”多光谱成像碳观测仪部署和使用。
(神舟二十二带回来大量生物样本)
航天员的一年留轨,是与“天河”研究计划直接相关的。这是中国首个系统性太空人体研究计划,解决长期驻留环境下航天员健康保障的核心科学问题,特别是针对亚洲人种生理特征的适应性机制研究。
说直白一点,如果人类未来进入航天时代,那么黄种人的身体特性能否更好地适应太空生活,必须提前研究清楚。这个成果必须掌握在自己手里,也没有别人会帮你研究。
不同于此前零散的医监医保数据采集,本次计划构建了涵盖基因组学、蛋白质组学、代谢组学及微生物组学的全谱系生物样本库。
除了作为指令长的朱杨柱,张志远、黎家盈也要参与试验,具体内容包括微重力条件下骨丢失速率、心肌重塑、视力障碍颅内高压综合征的病理机制以及免疫系统功能紊乱。
计划在轨采集血液、尿液、唾液及粪便样本,结合高通量测序与质谱分析技术,解析空间辐射与微重力双重应激源对人体分子层面的扰动规律。
不过三位航天员都没有医学背景,朱杨柱是空气动力学博士后,张志远是专业飞行员,黎家盈是计算机科学博士。要参与“天河”计划,不但需要三人在起飞前充分训练,还需要地面专家的密切协同指控。这种配置也体现了现代空间站任务从“驾驶主导”向“科学主导”的范式转变。
“天韵”相机是首个接入中国空间站科学载荷体系的香港制造设备,代表了当前温室气体遥感探测技术的国际前沿水平。
这台相机主要技术特点,是突破了轻量化空间光学系统在轨定标与多气体协同反演的技术瓶颈。它主要针对二氧化碳、甲烷、氧气吸收带及气溶胶校正通道,光谱分辨率达到0.2纳米。获取的高精度数据将直接服务于国家“双碳”战略,构建覆盖粤港澳大湾区的自主可控碳排放监测网络,填补亚洲地区高分辨率温室气体点源数据的空白。
天韵相机并不是随神舟二十三号发射的,而是随天舟十号先运抵天宫,初期暂存于梦天实验舱工作舱内,由黎家盈完成舱内热控与机电对接。
值得注意的是,这台相机需要安装在梦天实验舱的舱外暴露平台标准载荷适配器上。由于体积比较小,它并不需要航天员出舱安装。从梦天舱货物气闸舱自动出舱后,用空间站大型机械臂抓取,转移到舱外暴露实验平台。
虽然天韵相机不出舱,但神舟二十三号乘组后续还是要安排出舱任务的,指令长朱杨柱有出舱经验,张志远是飞行员,黎家盈担任舱内支持(IVA)。出舱任务内容包括安装和回收舱外载荷设备、巡检及维护舱外设施、加改装空间碎片防护装置等
黎家盈并不是飞行员出身,也没有航天飞行经历,首次飞行即执行约半年的空间站驻留任务。听起来有“一步到位”的情况,但这种安排在国际上是有先例的标准做法。
国际空间站的美、欧、日、俄正规宇航员有不少是科学家或工程师,且首次飞行就被直接指派为远征组成员,驻留约半年。
例如NASA的凯特·鲁宾斯是病毒学家出身,无飞行背景,2016年首次飞行即在轨约115天,完成史上首次太空DNA测序。
佩吉·惠特森是生物化学博士,非飞行员出身,2002年首次飞行即驻留184天。
俄方也有非试飞员出身的航天工程师经训练后首飞即驻留和平号/ISS半年左右。
梳理之后可以看出,神舟二十三号任务进一步巩固了中国在空间环境探测与生命科学研究领域的国际地位。
天韵相机提供的自主碳监测数据,将有效提升我国在气候变化国际谈判中的话语权,摆脱对他国数据的依赖;而长期人体研究计划的推进,则为解决深空探测中的航天员健康风险提供了宝贵的“中国方案”。
随着空间站应用与发展阶段的深入,梦天实验舱的货物气闸舱与机械臂系统将承担越来越多的自动化出舱任务,使得航天员能将更多精力投入到复杂的科学实验中。未来空间站扩展到六舱之后,科学家和工程师将进一步主导飞行活动。
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