神舟十七號發射，“空間站維修”是個啥活？ | 新京報專欄

轉自：新京報評論

儘管空間站的耗損在設計之初已經考慮進去了，但人力維修還是必需的。

▲10月26日11時14分，搭載神舟十七號載人飛船的長征二號F遙十七運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。發射取得圓滿成功。圖/新華社

文 | 張田勘

北京時間10月26日11時14分，神舟十七號載人飛船發射升空，飛行乘組由航天員湯洪波、唐勝傑和江新林組成，湯洪波擔任指令長。湯洪波參加過神舟十二號載人飛行任務，唐勝傑和江新林都是首次飛行。

此次是載人航天工程立項實施以來第三十次飛行任務，也是第十二次載人飛行任務。這次的任務既多又重要，要完成與神舟十六號乘組在軌輪換，開展空間科學與應用載荷在軌實（試）驗，實施航天員出艙活動及載荷出艙，進行艙外載荷安裝及空間站維護維修等工作。

所有這些任務將會在神舟十七號駐留太空的6個月內完成，這其中首次開展的空間站艙外試驗性維修工作受到關注。

在軌維修充滿挑戰

未來，人類要在太空生活，無論是移民還是旅行，空間站都是落腳處，也是空中的家園。因此，必須讓太空中的這個家既能接納地球人，也能讓地球人在這個環境中住得舒適、方便，並且能完成各項工作。

按照中國航天“三步走”的戰略，建立永久性的空間站（試驗室）是最後一個重大任務。在這個任務完成後，就能維持常態化的空間研究工作，甚至進行太空旅遊。

目前，中國的載人航天工程已經進入空間站應用與發展階段，因此，會有常態化的乘組輪換和工作，主要包括人員和物資的正常輪換補給、空間站組合體平台照料、乘組自身健康管理、在軌實（試）驗、開展科普及公益活動以及異常情況處置等6大類工作。

所有這些工作都是建立在空間站正常功能之上的。人們在地上的房屋是一個可以全身心放鬆休息的地方，空間站則是太空中人類的家園。地上的房屋需要物業和業主的共同管理、維修和保養，太空的空間站同樣如此，而且空間站更有著其特殊性，更需要進行保養和維修。

在太空中，有很多太空垃圾，如空間微小顆粒，可能會造成對空間站的碰撞和損傷，因此需要維修。之前的檢查就發現，中國天宮空間站太陽翼多次受到空間微小顆粒的撞擊，造成輕微的損傷。

但是，空間站維修非常艱巨和複雜。這是由空間站的設計製造特點所決定的。

空間站是將大氣環境控製、溫濕度控製、物質循環再生等地表自然生態功能，供電、通信、飲食起居、醫療、鍛鍊娛樂等現代城市功能, 以及姿態軌道控製、交會對接等航天器功能集為一體的設施, 功能複雜，各功能之間深度關聯, 而且需要在空間站正常飛行時的在軌維修，因此維修任務既複雜，又困難，充滿挑戰。

延壽使用所需

此前，和平號空間站設計壽命5年, 通過維修讓其在軌運行了15年。國際空間站設計壽命15年, 也是通過維修延長使用了4年，目前還在使用。

而且，和平號空間站上航天員75%的工作時間是用於在軌維修。我國的天宮空間站也是設計在軌可靠運行15年。不過，15年後，也可能需要延壽使用。

僅依靠傳統的長壽命、可靠性設計, 既有巨大的工程造價成本，也難滿足15年後空間站延壽使用，因此需要不斷對空間站維修。

儘管空間站的耗損在設計之初已經考慮進去了，但人力維修還是必需的。從面向空間站長期運行、驗證技術能力出發，神舟十七號航天員乘組通過出艙活動進行艙外試驗性維修,也是培養和鍛鍊航天員能力的過程。

然而，無論是艙外還是艙內維修，都是在保證空間站在軌飛行時的維修。因此，可靠性和安全性是重點，既要做到故障隔離，也需讓維修影響的領域最小化。

由於航天員是實施空間站維修的主體，需要充分考慮航天員的可視可達可操作性，減少操作接口種類、簡化操作複雜性, 降低維修耗時等。

陸地模擬維修很重要

為了保障航天員維修空間站任務完成的可靠性和安全性，事先在陸地就會有模擬操作。航天員會身著水下航天服, 在中性浮力水槽中進行維修操作驗證。包括從單機級試驗、分系統級試驗、系統級試驗3個層次開展模擬維修。

為保證空間站維修的可靠性和安全性，還要用艙外維修全景相機觀察空間站艙外情況，同時要讓航天員穿上腳限制器，固定在空間站機械臂上,由機械臂將航天員運送至預定位置進行維修作業。

因此，腳限制器的坐標、航天員航天服的坐標，以及這些產品的舒適安全和易於動作完成，都決定了空間站維修是否能順利和安全完成。

此次神舟十七號航天員乘組將通過出艙活動進行艙外試驗性維修，說明在地上已經進行了摸擬操作，而且在設備、工具、儀器等方面能既保證萬無一失，也能保障航天員的安全。

因此，可以靜待神舟十七號航天員乘組的好消息。如此，也意味著作為在太空中唯二的中國天宮空間站（另一個是國際空間站，將於2031年退役）將在未來15至20年發揮更大的作用。

撰稿 / 張田勘（專欄作家）

編輯 / 遲道華