每一天，都如履薄冰——訪天宮二號空間實驗室系統電總體主任設計師南洪濤

□ 本刊記者 邢 華

每一天，都如履薄冰——訪天宮二號空間實驗室系統電總體主任設計師南洪濤

□ 本刊記者 邢 華

記者：9月15日晚，中秋之夜，我國首個真正意義上的空間實驗室——天宮二號成功發射，開啟太空之旅，使中國大步邁向空間站時代，吸引了全球目光。您認為，天宮二號發射有哪些重要意義？

南洪濤：空間實驗室成功入駐太空，意味著中國載人航天工程進入第二步第二階段——空間實驗室任務的正式開啟，這是第二步中的關鍵環節，擔負著承上啟下的重要使命。

在距離地面幾百公里的太空中，建起一座實驗室，長期運行在既定軌道上，這就是天宮二號——中國首個空間實驗室。其獨特的空間位置確定了可以利用高度優勢開展地球資源和太空觀察，利用微重力等空間環境開展空間技術試驗、航天醫學實驗、空間科學和應用試驗。

記者：天宮二號的主要任務是什么？將對人類的生活產生什么影響？

南洪濤：天宮二號的主要任務是接受神舟十一號載人飛船的訪問，完成航天員中期駐留，考核面向長期飛行的乘員的生活、健康和工作保障等相關技術；接受天舟一號貨運飛船的訪問，考核驗證推進劑在軌補加技術；開展航天醫學、空間科學實驗和空間應用技術，以及在軌維修和空間站技術驗證等試驗。比較之前的天宮一號，神八、神九、神十的航天員在上面只能停留約1到2個星期，這次天宮二號要確保神十一的航天員能駐留30天。

天宮二號將開展10余項空間科學與應用項目，是載人航天歷次任務中應用項目最多的一次。這些項目看似高冷，但每項都可能給人類未來帶來巨大影響。比如空間冷原子鐘，有望實現超高計量精度，將目前人類太空中的時間計量精度提高1-2個數量級；高等植物培養研究項目，旨在發展空間生命生態支撐系統，實現糧食和果蔬種植，解決人類在太空生活中的食物自給問題；復合材料空間驗證研究，可以揭示在地面重力環境下難以獲知的材料物理化學過程規律。這個項目預期可獲得高質量的空間材料樣品，作為模型材料，在結構、功能、工藝參數等方面獲得有價值的科學研究成果。

記者：與天宮一號相比，天宮二號增加了哪些新的設備？

南洪濤：天宮二號是在天宮一號目標飛行器備份的基礎上，根據天宮二號的任務要求改裝研制而成。天宮二號空間實驗室相對于天宮一號目標飛行器，其上搭載了全新配套的載荷設備，包括搭載了空間冷原子鐘等14項應用載荷，以及失重心血管研究等航天醫學設備，配備在軌維修技術驗證裝置、機械臂操作終端在軌維修試驗設備。

記者：天宮二號會進行哪些試驗？您能否詳細介紹其中一兩個試驗？

南洪濤：天宮二號入軌后，將開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗，將與載人飛船和運輸飛船對接，接受航天員的訪問，驗證推進劑在軌補加技術等等。其中最重要的是要實現航天員中期駐留太空、試驗推進劑太空補加技術的科學實驗，這兩項是未來空間站建成并運行的重要基礎，這也意味著天宮二號承載了空間站發展的使命。

讓航天員在一個失重的環境中生活30天，并不是一件容易的事。為此，天宮二號在內部增加了很多貼心的設計，方便航天員的工作和生活。為給航天員創造一個更好的生活和工作環境，系統地開展了宜居性設計，包括衣食住行、聲光、艙內裝飾、低噪聲等，并增加了一些輔助設置。首次在天宮二號空間實驗室中使用可展開的多功能小平臺。航天員可以在上面寫字、吃飯，做一些科學實驗。在通信方面，天宮二號為航天員配備了藍牙耳機和藍牙音箱，在點對點傳播的基礎上實現了航天員間無線通話及航天員與地面的通話，解決了航天員在語音通信中無法在空間實驗室內任意活動，以及在飛船停靠期間，航天員在軌道艙無法與地面通話等問題，大大提高了航天員在軌工作的方便性。

南洪濤，山東青島人，中國航天科技集團五院（中國空間技術研究院）載人航天總體部高級工程師，天宮二號空間實驗室系統電總體主任設計師。

在太空中實現推進劑補加這一任務，是世界范圍內的難題，目前也僅有俄羅斯和美國等航天強國有類似的工程應用。航天器在軌運行期間，需要消耗推進劑來維持軌道和姿態，但航天器發射時所攜帶的推進劑的量是一定的，推進劑消耗完畢，也就意味著航天器壽命的終結。推進劑補加技術則突破了這種局限，通過推進劑補加，航天器可以在太空中“加油”，從而大大延長飛行壽命。當前我國已經在推進劑補加技術上取得突破，天宮二號將對此技術進行驗證。隨著明年我國首艘貨運飛船“天舟一號”升空，“太空加油”技術將正式應用。

記者：眾所周知，航天器電源系統的可靠性及安全性，一直是航天器系統重點關注的問題之一。天宮二號在配電安全方面做了哪些嘗試？

南洪濤：傳統的航天器電源系統核心部件“開關”，往往采用機械觸點的繼電器開關，一旦機械觸點“開關”發生故障，將對航天器的性能及可靠性產生重大影響。天宮二號在軌維修試驗首次采用了“插拔式”的結構設計，在地面的模擬試驗中，科研人員只需用幾分鐘就能完成一次維修更換。維修試驗設備的配電“管家”不僅能夠像普通的供電開關那樣供上電，還能在故障時切斷電，在故障修好后又能自動恢復供電。為了確保航天員能夠在太空環境中熟練地操作，我們的科研人員還通過多次模擬試驗，編制出一份量化到步、圖文并茂的操作手冊，為宇航員開展在軌維修試驗提供“看得見”的方便。

記者：天宮二號當前運行狀況如何？

南洪濤：天宮二號當前已經完成在軌測試，測試結果顯示各個分系統狀態良好，工作正常，并且在成功完成兩次軌道控制后，天宮二號已調整至離地面393公里的預定交會對接圓形軌道上，等待神州十一號的到來。

記者：對參與天宮二號研制任務的航天人來說，這種經歷注定畢生難忘。航天征程中，作為一名從山東走出的80后，您的感受是什么？

南洪濤：從2009年開始作為電總體主管設計師，負責天宮一號系統級測試覆蓋分析及測試方案的研究，到擔任天宮二號電總體主任設計師，參與推進劑補加、載荷試驗等研制工作，一路走來，我對載人航天事業的科學認知在不斷加深，每次都要竭盡所能把能夠認知到的問題全部解決掉，確保不讓任何疑點上天。可以說，每一天都是如履薄冰、如臨深淵。做每一件事情，都要有這個態度。