时 间：2011年11月18日 13:30
嘉 宾：中国航天员科研训练中心三室主任 高峰
简 介：昨晚神八安全回家，令人瞩目的天宫一号与神舟八号交会对接任务圆满完成。接下来大家最关注的就是我们中国航天员登上天宫一号，这个愿望的实现还有多远呢？今天我们邀请到了中国航天员科研训练中心三室主任高峰，请他做一个解读。
时 间：2011年11月18日 15：00 嘉 宾：中国航天员科研训练中心三室主任 高峰简 介：从天宫一号发射到神舟八号升空，从两次组合到最终返回，天神组合体承载了所有中国人的航天梦。这次太空之旅提供了哪些经验？中国航天事业未来将怎么样发展？中国航天员科研训练中心三室主任高峰做客中国访谈，为您进行深入解读。
中国访谈，世界对话，欢迎您的收看。昨天晚上神舟八号已经回来了，接下来大家更期待的是中国航天员乘坐自己的飞船登陆到天宫一号中，离这个愿望的实现究竟还有多远呢？今天我们请来了载人航天工程空间实验室系统副总设计师、中国航天员科研训练中心三室主任高峰，请他给大家做一个解读。
您主要从事环境控制和生命保障，这两个名词对大家来说还有一些陌生，您能给大家解读一下这两个名词吗？
想解读这两个名词，首先有一个基本的情况给大家介绍一下，人在正常环境下生存下来要说明条件？地球表面有一些空气、湿度以及我们和外面有食物、水等维持人的生命生存，在人一天要生存下来，要从大气里吸收0.9公斤的氧气，人要呼吸氧气，同时要排出一公斤二氧化碳，另外人每天要生存下来还需要喝2.5公斤的水。同时要通过呼吸、通过皮肤出汗要排出1.8公斤的湿气，其他的还有大小便，经过统计，尿液一天排出大概1.6公斤，还有固体的大便，大概0.6公斤。
这一些数据，据我了解在太空中人的生理代谢和地球表面是不同的。这些数据是针对太空的还是针对地球表面的？
我们有一个人群范围，再结合太空特殊的工作程序，与太空工作程序有关，代谢量不太完全一样，我们叫做人体的代谢参数，会有一些差别。这是在大的范围里来说的，结合了地面的人群和太空的工作程序来考虑的。
同时，人还要往外面放出一些热量，吃了东西以后还要排出一些热量，大概140多瓦，人要跟周围环境进行交换，我们叫做物质和能量的交换。如果在离开地表环境，进入轨道飞行以后。我们大家都知道，轨道飞行是真空环境，而且在阳照区和阴影区，大概有一个温度的变化范围，大概是正150到负150度的变化范围，没有空气的情况下航天员没办法生存，我们的飞行器在飞行里，环境控制和生命保障要给航天员创造一个能够生活和高效工作的环境，这是我们主要的功能。
对。所以载人飞行器都有一些保温设计，在舱里对温度和湿度进行调节，保证人在里面舒适的环境。
我们在很多场合都看到了宇航员进行舱外活动，对航天服的条件要求也是很高的。
我们有舱外航天服，也有一套小的环境控制和生命保障，也相当于小的飞行器，它也要建立有压力的环境，这样我们航天员才能在里面生存。
出舱选择不光从人的角度，还要从任务的角度考虑，随着出舱时间的延长，阳照区和阴影区的时间会延长。刚才提到的对航天员来说，航空生保要建造一个适合生存、高效工作的环境。同时我们在对飞行器来说，航空生保也有一个要求，我们给飞行器内部的散热是由航空生保系统完成的，航空生保是把航天员和飞行器平台结合在一起的纽带。一些航天员的操作通过航空生保反馈到飞行器的一个互动的平台。
我们平时用电脑散热就很关键，飞行器上有那么多需要散热的设备，是有一个统一的管道还是有统一系统管理散热？
严格来说有两套系统，舱内部属于航空生保系统管理的，舱外面有一个传热的渠道，外面由热控制管理系统负责。
立体的。从环境控制和生命保障保护，可以划为两块，环境控制和生命保障。环境控制主要有五大参数，解决压力的控制，解决氧分压的控制，二氧化碳分压的控制，还有温度和湿度的控制，主要是指五大参数要有一个适合的范围，适合人的舒适的一个范围。
另外就是生命保障，主要有几块。一是就餐的支持，航天员吃和喝，我们要给他提供一些相应的支持设备。其他的还有航天代谢产物大小便的处理，由航空生保负责的。对于轨道飞行器来说，跟地面非常大的不同就在于微重力，你们可以看到，一入轨以后，设备失去地心引力控制，像“飘”起来一样，这个问题对航空生保来说是跟地面相比最大的困难，怎么克服微重力的影响对我们是最大的挑战。举一个最简单的例子，在地面喝水的时候，您拿一杯水，水在下面，很容易喝，端起来就可以喝了。如果在天上，你把这个杯子端起来，这个水是流不到你的嘴里，要有专门设备把这个水给航天员喝到。这有一套专门的设备。
杨利伟升空之后我们也通过摄像看到了很多他在太空生活的环节，包括您说的喝水、吃食物。我觉得这些环节，因为在地面是无法真实完全百分之百模拟的，我们在设计的时候是根据什么呢？
设计上有一些特殊的方法，因为没有重力，我们怎么提供一个外在的力？比如刚才说到的水，在地面靠重力自然流下来，在天上我们有一套专门的设备，给它一个压力，把它挤出来，模拟了一个相当于地面重力的作用。从这个方面考虑。
主要是力的问题，微重力就是没有力，我给它一个力，用一些特殊的方法给它一些力。
您也提到了环控的五个控制，您说的这五项对于正常来说都是比较重要的生存的五个条件，这五个条件，您能给我们再细致解读一下是如何达到人体能够适应的过程？
比如说五大参数。第一，总压。地球表面的压力，海平面大概是102-103千帕，人生活的比较舒适的范围大概是81-101千帕的水平，我们要把密封舱就是载人航天器里的压力控制在这个范围之内，我们做得比这个更窄一些，是更优的一些条件。氧气地面大概是20千帕的水平，我们在天上也要模拟成这样，地面是什么样的环境，我们就要给他什么样的环境。
首先要想控制，要有一套测量的设备，有一套压力的传感器，测量总压的传感器，还有测量氧分压和二氧化碳、测量温度和湿度的传感器，我们采集数据，有专门的控制系统来控制支撑部件。比如总压和氧气，因为天上没有这样的资源，只能从地面带上去，我们用一个高压的容器，目前我们采用高压的容器带一些空气和纯氧进去。
对。作为航天来说最大的问题就是减重，因为发射重量的代价是非常大的，最重要的约束就是要减重，所以我们要把所有的重量有效载荷，一定的重量，我要带最多的气体，这是最高目标，所以必须有压缩的状态，足够的重量和体积的约束条件下带更多的物质。
您也说到了湿度，平时在办公室的时候，办公室人比较多，也是相对封闭的一个室内环境，我们会时常感觉到很干，湿度不够，我们可以发现很多人买加湿器，在太空中这是一个非常非常封闭的空间了，这种湿度是如何调节的？
我们在地面为什么要加湿，因为我们有足够的条件和外界环境交换。比如，大气环境里在冬天湿度就比较干燥一些，在飞行器的内部空间，人要不停地产湿，产出来的湿就是本身自动调节的湿度。所以，我们在空间就要除湿而不是产湿，要把皮肤排出的汗液、呼吸的水汽等等这些除掉。比较舒适的湿度范围大概在30%-70%。
从道理上很简单，但是实施起来受到航天飞行的一些条件的限制，实现起来比较困难。道理上很简单，我们用的就是靠冷凝除湿。冬天哈口气上面就会结出湿气，就是把呼出的气凝结下来，我们用这样的原理收集起来。
我们知道航天员除了这种以外，一个很重要的就是生命保障中生理代谢的环节，排泄的环节，这一块我们是怎么做的？
要说到这一块，对我们来说，和地面相比，最大的问题仍然是刚才提到的微重力的影响。在微重力条件下人排出来的产物是自由状态，不定向的，是飘浮状态，我们的问题是怎么把它收集起来管理好，不要让它到处乱跑，到处乱跑环境就很糟糕了，生活环境很差，我们就把它用一些特殊的方法，把环境控制、生命保障、生命代谢的产物和大小便收集起来，定向固定，给航天员更好的环境。在大小便过程中我们要把这些排出来的异味清除掉，给航天员一个比较干净、新鲜的空气环境，这是我们要完成的任务。
另外，我们刚才提到的对航天员来说，我们可以把它归纳为几个简单的方面。要给航天员在天空呼吸一口新鲜的空气，除了刚才我们说到了氧气，还有很重要的就是二氧化碳，在地面正常的呼吸，对二氧化碳是不关注的。最近环保问题，温室效应提得比较多。在封闭空间来说二氧化碳效应是非常明显的，正常生存不停地呼吸氧气，产生二氧化碳，二氧化碳浓度到了一定程度就影响人的生命安全，所以我们要把人呼出的二氧化碳清除掉，这是航空生保里很重要的内容。
还有微量的有害气体，主要是有些非金属材料，包括人体会释放出一些非常微量的有毒气体，有害气体，这些我们要去除掉。
举个例子，比如一间新装修的房子，关上门，隔两天再进去味道非常大，不断放出这些东西，我们要把这个处理掉。飞行器就相当于一个封闭的房间，航天员在里面，这些有害的气体不停释放出来，我们的工作就是把它处理掉。
主要是非金属材料产生的，包括刚才提到的大小便也有一些异味，这也是要去除掉的气体。
主要是扩散问题，因为是在密闭的空间里，没有办法开窗，我们在地面很容易就解决了。
刚才提到的给航天员提到的氧气，我们现在用的是带高压的压缩气体。这个压缩气体，我们现在要有几百公斤的压力，有这样的容器，里面装几百公斤的压力的气体，这样的话安全性要求非常高。这样的东西，我们大家知道平时我们的煤气罐、医院用的氧气瓶都属于压力容器，我们的压力比这样的压力远远高得不止几倍，几十倍的压力，相当于很危险的，如果它出问题会产生爆炸，对我们来说是非常危险的。我们要把这些东西做好也是非常难的事情，这是不一样的东西。
我们也能够正常的看到，虽然是两个名词八个字，但是它们涵盖了关乎着航天员生命的一些很重要的信息和设备。这两个字，我们可以在前几次很多的飞行实验中也听说过，也了解到过，但是前几次的飞行都是单个飞行体飞到太空中，这次“神八”的任务是与天宫一号进行对接。
这次交会对接与以往任务相比，在环境控制和生命保障两个方面有什么新的挑战？
对我们来说，从目前来看，挑战最大的是时间问题。我们前期的飞船从神舟五号载人到六号、七号，最长飞行在轨时间是五天。目前交会对接任务来看，天宫一号要在轨飞行两年，两年的工作要求对我们来说是最大的一个挑战。对我们产品的寿命和可靠性提出了非常大的挑战，我们要在天上连续工作两年，特别是一些转动部件。举个简单例子，比如大家开车，开几千公里或者开几个月就要维护保养一下，对我们来说，没有维护保养的机会，必须一次做好，这是最大的挑战。
另外从技术上来讲，还有一些组合体空间。前期飞船只有一个轨道舱和飞行舱，交会对接任务以来有了更大的厅，我们叫做天宫一号目标飞行器，相当于它的容积远大于轨道舱和返回舱的容积。航空生保系统在天宫一号目标飞行器里有一套，在飞船里有一套，交会对接任务来说要靠两个飞行器共同完成在轨的飞行保障和生命控制问题。
这里就有一个组合体如何集中控制的问题，我们怎么来利用优化相关资源，怎么把组合体的飞行模式控制到最好，这是我们以前没有做过的。另外就是刚才提到的综合净化的问题。我们在飞船里对微生物和微量有害气体，飞行时间短，这样的一个问题显得不是很突出，对于交会对接两年飞行任务来说，微量有害气体非常突出，包括微生物也非常突出，这是我们要提到的综合净化，包括刚才提到的二氧化碳，包括微量有害气体，包括微生物，这是我们要在这次任务中重点强化的，综合净化问题。
还有一些微尘微粒，我们也有一套专门的设备清除掉。还有对我们来说就是间断工作，“神八”是第一次无人飞行，我们的天宫一号来说先发射了一个月，已经在轨飞行了一个月，“神八”追上去对接，对于航空来说要从神八的无人飞行到神九的有人飞行，中间又要转入无人飞行状态，又等到神十的有人飞行，再转入无人飞行，这种间断的飞行模式，以前是从来没有过的。
另外对于天宫一号来说，我们还为了后续国家的空间站准备了一些新的技术验证，这是一个实验的平台，为后续的任务做准备。
刚才您说的，以前是一个飞船，现在是有天宫一号在这儿，其实相当于给宇航员多了一个生活工作保障的系统。但是这种系统多了以后，其实是需要一个大的系统，统筹安排和设计就复杂了许多。包括现在天宫一号与返回舱、与“神八”组合在一起以后，有了一个工作室，有了一个厨房，有了一个卧室，这样的系统大了以后，整个统筹安排需要更加全局的设计。具体是怎样安排的呢？
从目前在飞船自主飞行没有对接之前靠它自己的这套航空生保来工作，来维持大体的环境和温湿度空气和压力，这是靠它自己的设备。对接以后，组成了一个组合体以后，靠目标飞行器，就是天宫一号来作为主分，功能转换到天宫一号从航空生保来说它是主分，但是中间有一个交叉段，就是飞行的轨道舱作为共用的，刚刚您提到了天宫一号是作为工作舱，也是一个起居舱，还可以作为医疗保健舱，航天员主要生活工作都在天宫一号目标飞行器里。但是刚才提到的生活这一块的厨房，实际还在飞船的轨道舱，我们综合利用资源，可以减轻天宫一号目标飞行器要携带更多物质和设备的压力。
返回舱几乎没有生命支持，这个阶段不需要它做一些生命支持的工作，当然返回舱自己返回的时候有一套自己的生命支持系统。
对，主要是大气环境控制，因为在返回时间相对时间比较短，在生保、大小便功能这块相对弱化，主要要保障正常的大气环境，从这个角度去做。
这次是无人交会对接的实验任务，无人交会对接与接下来的有人交会对接有什么区别呢？
对我们来说，无人飞行从航空生保来说，从这次“神八”和天宫一号交会对接以来，航空生保全部启动，只有个别的比如有二氧化碳，因没有人就没有产出源，这些设备就没有启动，其他设备包括大小便这一块因为没有人，这个设备也没有启动，处于封存状态。如果进入到载人飞行，这些设备都要接受考验。
这次我们在“神八”返回舱里看到了假人，它也是跟随着“神八”一起度过了整个交会对接的任务过程。我们知道这个假人身上有很多设备和传感器，我们也知道它在天空中收集很多信息。假人在昨天晚上返回地面以后，现在很多工作人员都在进行一些数据的收集和采纳，这次从假人身上我们能获得哪些信息呢？
从假人来说，因为我们“神八”已经不是第一次飞行了，前期对于载人环境已经有了相对严格的考核和验证，假人飞行这次更多的作用在于模拟航天员的重量。对于我们“神八”，虽然是无人飞行，但是要求是按照载人飞行来执行的，所有状态完全按照载人状态来走，更多的是模拟航天员重量的作用。
这里还有一些医学的传感器，测量传感器安装在里面，有人飞行也要有人的生理数据的测量。
在失重情况下，一点点重量的变化就会影响整个飞行器的执行状态，执行的变化影响了整个飞行器的姿态，对人、对整个飞行来说是非常重要的数据，我们一定要达到和我们预计一样的状态。这样的话，在飞船轨道控制和返回的时候才是一个比较好的线
明年的飞行，对于航空生保来说是真正的考验，因为我们是为人服务的。虽然我们经过了“神八”和目前的天宫一号在轨飞行得到了验证，包括一期的飞船数据可以证明我们这套系统是完善的，是成功的，但是毕竟没有人。我们目前的“神八”和天宫一号飞完以后，我们是刚刚进入考场，对我们来说，大考还在后面，神九的载人、神十的载人，我们到底能不能完成任务？神九的航天员能够安全返回，神十的航天员能够安全返回，那是对我们最大的挑战。在这种情况下，我们要在天宫一号的航空生保系统要经历无人状态飞行、有人状态飞行的转换，我们的设备要在长期的运行状态测试性能是否符合要求，这对我们来说是比较大的挑战。从交会对接本身来说，我们看到这次交会对接实际是一个全自动的飞行，如果有航天员在的话，出了问题的话航天员还可以采取手动的交会对接，发挥航天员的主观作用。
国际空间站主导的有两个国家，美国和俄罗斯，还有一些其他的国家。国际空间站第一个舱段是1998年，由俄罗斯打了一个我们叫做FGB（多功能候补舱），它是国际空间站第一个舱段，发射了和美国对接的节点舱，还有俄罗斯又发射了一个服务舱，这样的话，在这个阶段就基本可以达到能够载人的平台，因为这样的话，国际空间站由俄罗斯的设备提供了基本的环境控制和生命保障系统，又叠加了美国的航空生保设备。目前俄罗斯发射了多功能候补舱、服务舱，美国发射了几个节点舱和实验舱，还有欧空局的实验舱，日本的信号实验舱，组成了一个大的空间站系统。
在这里主要的航空生保系统还是由俄罗斯的服务舱、美国的实验舱和三号节点舱提供航空生保系统的主要功能。
国际空间站从第一个舱段发射到现在一直在处于建造、使用的叠加的过程中，边建造边使用的过程。当然因为一些客观因素造成了它的建造期远远超出当初预计，这也是为什么前期有一段时间一直提到国际空间站要延寿的问题，包括提到了原来的要延到2022年，最近又提出要延到2028年，从98年发射到现在已经20多年了，确实也到了它的生命期了，怎么延长寿命发挥最大效益，也是国际空间站各相关成员国目前还在进一步协商的一个问题。
实际上对于建造空间站来说对一个国家的综合实力要求非常高。从俄罗斯最早的北方号空间站到和平号空间站运行，到美国人的天空实验室，美国空间站的运行，大家都感觉到靠一个国家的实力不能完全达到这样的任务，所以就走向了合作，从最早的航天作为一个空间力量的竞争出现，到后面逐步走向和平应用，这样的话，就要走到一个融合，大家来共同开发，各自发挥自己的能力建造一个适合于科学研究的平台。这是一个国际空间站走到现在能够走下去的主要原因。
对我们个人来说，我们航天中心有一个叫做口号也好，标语也好，我们叫做“使命因艰巨而光荣，人生因挑战而精彩”，这是我们做载人航天事业的一个共同的感触。
确实是从杨利伟开始，我们看到了无数的航天员到太空之后，对于祖国的那种骄傲，对于祖国航天事业发展的认可和自豪，我们大家可以从他们的脸上的表情，从他们在太空中进行科学实验的活动都可以感受得到。我们也期望越来越多的航天员能够乘坐中国自己研制的飞船，登陆到中国自己研制的空间站中，也希望他们能够参与到越来越多的国际太空的开发和合作中，比如现在正在进行的登陆火星的计划，也有中国宇航员参加，我们希望在天空看到越来越多的中国人。
