航天員把筆記本電腦帶上空間站是一種常態(tài)。相較于我們平時(shí)所用的計(jì)算機(jī)，飛船或者空間站用的計(jì)算機(jī)更注重可靠性。它們要能抵抗嚴(yán)酷的空間環(huán)境，例如要能抵抗震動(dòng)、噪聲以及空間射線的輻射。所以相對來說，對計(jì)算能力的要求就只能降低一些了。
楊宇光 中國航天科工二院研究員、國際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席
5月30日，攜帶了航天員生活物資、艙外航天服及空間站平臺設(shè)備、應(yīng)用載荷和推進(jìn)劑等的天舟二號貨運(yùn)飛船，采用自主快速交會(huì)對接模式精準(zhǔn)對接于天和核心艙后向端口，中國空間站天和核心艙迎來首位“訪客”。
如果一切順利，今年將有2組共6人的航天員乘組，成為我國空間站的首批“太空公民”，而6個(gè)月的駐留時(shí)間，將成為航天員乘組在軌的常態(tài)。
在這6個(gè)月內(nèi)，空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)與技術(shù)試驗(yàn)、貨運(yùn)飛船物資轉(zhuǎn)移、出艙活動(dòng)和艙外操作、再生生保系統(tǒng)驗(yàn)證、空間站艙段管理、機(jī)械臂操作、在軌維修等科學(xué)研究和日常活動(dòng)將擠滿航天員的每天。
坐擁“星景房”，抬眼皆是星空“大片”，又豈能辜負(fù)了宇宙星河的饋贈(zèng)。從空間站駐留經(jīng)歷來看，航天員如何進(jìn)行天地對話?他們能上網(wǎng)么?睡得踏實(shí)嗎?又是如何放松娛樂的?
對筆記本電腦有特殊要求
如今，筆記本電腦、平板電腦、手機(jī)等電子移動(dòng)裝備已經(jīng)成為人類不可或缺的工作、生活伴侶。但其實(shí)，在遠(yuǎn)離地球的空間站里，這些移動(dòng)設(shè)備也未曾缺席。
“航天員把筆記本電腦帶上空間站是一種常態(tài)。”中國航天科工二院研究員、國際宇航聯(lián)合會(huì)空間運(yùn)輸委員會(huì)副主席楊宇光告訴科技日報(bào)記者，“相較于我們平時(shí)所用的計(jì)算機(jī)，飛船或者空間站用的計(jì)算機(jī)更注重可靠性。它們要能抵抗嚴(yán)酷的空間環(huán)境，例如要能抵抗震動(dòng)、噪聲以及空間射線的輻射。所以相對來說，對計(jì)算能力的要求就只能降低一些了。”
“此外，將這些設(shè)備帶上空間站，還有一個(gè)基本要求，就是要保證設(shè)備的用電安全。”楊宇光說，“與乘坐飛機(jī)相似，在升空的過程中，這些設(shè)備是不能充電的，一旦充電過程中電池爆炸，而載人飛船的空間又很封閉狹小，就可能導(dǎo)致機(jī)毀人亡。”
他介紹說，空間站的試驗(yàn)機(jī)柜有各種各樣的電源輸出，一般而言電壓輸出都會(huì)比較低。筆記本電腦、手機(jī)等設(shè)備，一般接入5伏、12伏的電壓輸出口即可充電。
中國空間探測技術(shù)首席科學(xué)傳播專家龐之浩介紹：“這些航天專用的筆記本電腦一般都是由研制單位統(tǒng)一配置，而且具有體積小、重量輕、使用比較靈活等特點(diǎn)。航天員用的筆記本電腦一般用于處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)等。”
在前不久發(fā)射的我國空間站天和核心艙中，艙內(nèi)情景照明可由手機(jī)App控制，龐之浩解讀，這也意味著手機(jī)相當(dāng)于一個(gè)控制器，功能更加多元化。
目前，正在太空等待中國空間站其他組件升空的天和核心艙，也植入了WiFi。空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰介紹，核心艙采用了情景照明技術(shù)和WiFi通信技術(shù)，可輕松便捷地控制照明設(shè)備開關(guān)、查詢站上物資存儲情況以及與地面視頻通話。通過天地通信鏈路和視頻通話設(shè)備，空間站可實(shí)現(xiàn)與地面的雙向視頻通話和收發(fā)電子郵件。
中繼衛(wèi)星保障網(wǎng)上沖浪
但是如果光有電腦，沒有網(wǎng)絡(luò)，航天員也沒辦法進(jìn)行“天地對話”。
“雖然空間站里也有路由器，但航天員如果要使用空間站的網(wǎng)絡(luò)信號，則需要設(shè)備與空間站的通信協(xié)議相兼容。”楊宇光表示，航天員不僅能在空間站上網(wǎng)，還能發(fā)郵件。
“目前美國國家航空航天局、歐空局等都有自己的中繼衛(wèi)星，這些中繼衛(wèi)星可以保證空間站和地面24小時(shí)不間斷的網(wǎng)絡(luò)連接。”楊宇光說，在我國，空間站和地面通信主要依靠地面測控站、數(shù)傳接收站和天鏈中繼衛(wèi)星，其中天鏈中繼衛(wèi)星能保證不間斷通信。
中繼衛(wèi)星被稱為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，可為衛(wèi)星、飛船等航天器提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù)，為中低軌道遙感、測繪、氣象等衛(wèi)星提供數(shù)據(jù)中繼和測控服務(wù)，為航天器發(fā)射提供測控支持。
2008年至2012年，我國先后發(fā)射天鏈一號01至03星，三顆衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，使我國成為世界上第二個(gè)擁有對中、低軌航天器全球覆蓋能力的中繼衛(wèi)星系統(tǒng)的國家。2016年，天鏈一號04星成功入軌并完成在軌測試，與01至03星實(shí)現(xiàn)全球組網(wǎng)運(yùn)行，為我國神舟飛船、空間實(shí)驗(yàn)室以及空間站提供數(shù)據(jù)中繼與測控服務(wù)，支持空間交會(huì)對接等任務(wù)。
2019年3月，天鏈二號01星成功發(fā)射，這是我國第二代地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星的首發(fā)星。它與天鏈一號衛(wèi)星系統(tǒng)相互兼容，使我國以數(shù)據(jù)中繼為特征的天基通信基礎(chǔ)設(shè)施在傳輸速率、服務(wù)數(shù)量、覆蓋范圍等方面進(jìn)一步提升。
細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)讓航天員睡得更香
天和核心艙的密封艙內(nèi)有工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)和鍛煉區(qū)6個(gè)區(qū)域。為了讓航天員生物鐘不受影響，設(shè)計(jì)師在艙內(nèi)設(shè)置了情景照明系統(tǒng)，可以定時(shí)將燈光變成黃昏模式或日間模式。這些細(xì)節(jié)上的考量，就是為了給航天員打造一個(gè)宜居的環(huán)境。
楊宇光說，失重環(huán)境下，睡眠時(shí)呼出的二氧化碳會(huì)堆積在鼻子附近，如果沒有通風(fēng)，會(huì)有窒息的風(fēng)險(xiǎn)。因此，中國空間站睡眠區(qū)和工作區(qū)的風(fēng)速都是不同的。經(jīng)過多次測試，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)最終將工作區(qū)風(fēng)速設(shè)定為每秒0.08米，睡眠區(qū)風(fēng)速則為每秒0.05米。
楊宇光補(bǔ)充說，一般而言，空間站的控制系統(tǒng)會(huì)將艙內(nèi)的氧氣、二氧化碳、水蒸氣控制在適宜范圍，這主要靠供氣調(diào)壓和通風(fēng)過濾系統(tǒng)來補(bǔ)充或調(diào)節(jié)氣體，而這些系統(tǒng)的運(yùn)行，會(huì)產(chǎn)生噪音。
中國載人航天工程空間站系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師楊宏在接受媒體采訪時(shí)坦言，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)花了一年半的時(shí)間進(jìn)行噪聲問題攻關(guān)。科研人員通過加隔振器的方式有效過濾掉了噪聲，使工作區(qū)的噪聲從71分貝降到了58分貝，睡眠區(qū)從58分貝降到了49分貝，能讓航天員在相對舒適的環(huán)境中入睡。
地球當(dāng)“模特”，盡享攝影樂趣
長期在太空工作生活，雖然遠(yuǎn)離了一切地球上的社交活動(dòng)，但這并不影響航天員們“沉迷”社交媒體。有媒體報(bào)道，美國航天員斯科特·凱利在國際空間站期間，在社交網(wǎng)站上發(fā)出700多張“太空生活照”，這為他贏得了大量粉絲。日本航天員野口聡一也曾與網(wǎng)友分享太空之美以及航天員的日常生活。
前國際空間站站長、加拿大人克里斯·哈德菲爾德的太空之旅也讓人耳目一新。在2012年到2013年的最后一次太空之旅中，他用吉他和略帶傷感的嗓音在國際空間站上錄下了太空站版音樂視頻《太空怪人》，迅速走紅。
哈德菲爾德還有一項(xiàng)特殊愛好——用長焦鏡頭拍攝地球的細(xì)節(jié)照片。為獲得最佳效果，他會(huì)一直等到太陽直射沙漠時(shí)才按動(dòng)快門。而他最得意的作品之一，就是從太空中拍攝的非洲撒哈拉地區(qū)。
空間站艙頂?shù)?ldquo;窗戶”為科學(xué)家觀察、記錄地球提供了絕好的視角。
