每一天，都如履薄冰——访天宫二号空间实验室系统电总体主任设计师南洪涛

□ 本刊记者 邢 华

每一天，都如履薄冰——访天宫二号空间实验室系统电总体主任设计师南洪涛

□ 本刊记者 邢 华

记者：9月15日晚，中秋之夜，我国首个真正意义上的空间实验室——天宫二号成功发射，开启太空之旅，使中国大步迈向空间站时代，吸引了全球目光。您认为，天宫二号发射有哪些重要意义？

南洪涛：空间实验室成功入驻太空，意味着中国载人航天工程进入第二步第二阶段——空间实验室任务的正式开启，这是第二步中的关键环节，担负着承上启下的重要使命。

在距离地面几百公里的太空中，建起一座实验室，长期运行在既定轨道上，这就是天宫二号——中国首个空间实验室。其独特的空间位置确定了可以利用高度优势开展地球资源和太空观察，利用微重力等空间环境开展空间技术试验、航天医学实验、空间科学和应用试验。

记者：天宫二号的主要任务是什么？将对人类的生活产生什么影响？

南洪涛：天宫二号的主要任务是接受神舟十一号载人飞船的访问，完成航天员中期驻留，考核面向长期飞行的乘员的生活、健康和工作保障等相关技术；接受天舟一号货运飞船的访问，考核验证推进剂在轨补加技术；开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术，以及在轨维修和空间站技术验证等试验。比较之前的天宫一号，神八、神九、神十的航天员在上面只能停留约1到2个星期，这次天宫二号要确保神十一的航天员能驻留30天。

天宫二号将开展10余项空间科学与应用项目，是载人航天历次任务中应用项目最多的一次。这些项目看似高冷，但每项都可能给人类未来带来巨大影响。比如空间冷原子钟，有望实现超高计量精度，将目前人类太空中的时间计量精度提高1-2个数量级；高等植物培养研究项目，旨在发展空间生命生态支撑系统，实现粮食和果蔬种植，解决人类在太空生活中的食物自给问题；复合材料空间验证研究，可以揭示在地面重力环境下难以获知的材料物理化学过程规律。这个项目预期可获得高质量的空间材料样品，作为模型材料，在结构、功能、工艺参数等方面获得有价值的科学研究成果。

记者：与天宫一号相比，天宫二号增加了哪些新的设备？

南洪涛：天宫二号是在天宫一号目标飞行器备份的基础上，根据天宫二号的任务要求改装研制而成。天宫二号空间实验室相对于天宫一号目标飞行器，其上搭载了全新配套的载荷设备，包括搭载了空间冷原子钟等14项应用载荷，以及失重心血管研究等航天医学设备，配备在轨维修技术验证装置、机械臂操作终端在轨维修试验设备。

记者：天宫二号会进行哪些试验？您能否详细介绍其中一两个试验？

南洪涛：天宫二号入轨后，将开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验，将与载人飞船和运输飞船对接，接受航天员的访问，验证推进剂在轨补加技术等等。其中最重要的是要实现航天员中期驻留太空、试验推进剂太空补加技术的科学实验，这两项是未来空间站建成并运行的重要基础，这也意味着天宫二号承载了空间站发展的使命。

让航天员在一个失重的环境中生活30天，并不是一件容易的事。为此，天宫二号在内部增加了很多贴心的设计，方便航天员的工作和生活。为给航天员创造一个更好的生活和工作环境，系统地开展了宜居性设计，包括衣食住行、声光、舱内装饰、低噪声等，并增加了一些辅助设置。首次在天宫二号空间实验室中使用可展开的多功能小平台。航天员可以在上面写字、吃饭，做一些科学实验。在通信方面，天宫二号为航天员配备了蓝牙耳机和蓝牙音箱，在点对点传播的基础上实现了航天员间无线通话及航天员与地面的通话，解决了航天员在语音通信中无法在空间实验室内任意活动，以及在飞船停靠期间，航天员在轨道舱无法与地面通话等问题，大大提高了航天员在轨工作的方便性。

南洪涛，山东青岛人，中国航天科技集团五院（中国空间技术研究院）载人航天总体部高级工程师，天宫二号空间实验室系统电总体主任设计师。

在太空中实现推进剂补加这一任务，是世界范围内的难题，目前也仅有俄罗斯和美国等航天强国有类似的工程应用。航天器在轨运行期间，需要消耗推进剂来维持轨道和姿态，但航天器发射时所携带的推进剂的量是一定的，推进剂消耗完毕，也就意味着航天器寿命的终结。推进剂补加技术则突破了这种局限，通过推进剂补加，航天器可以在太空中“加油”，从而大大延长飞行寿命。当前我国已经在推进剂补加技术上取得突破，天宫二号将对此技术进行验证。随着明年我国首艘货运飞船“天舟一号”升空，“太空加油”技术将正式应用。

记者：众所周知，航天器电源系统的可靠性及安全性，一直是航天器系统重点关注的问题之一。天宫二号在配电安全方面做了哪些尝试？

南洪涛：传统的航天器电源系统核心部件“开关”，往往采用机械触点的继电器开关，一旦机械触点“开关”发生故障，将对航天器的性能及可靠性产生重大影响。天宫二号在轨维修试验首次采用了“插拔式”的结构设计，在地面的模拟试验中，科研人员只需用几分钟就能完成一次维修更换。维修试验设备的配电“管家”不仅能够像普通的供电开关那样供上电，还能在故障时切断电，在故障修好后又能自动恢复供电。为了确保航天员能够在太空环境中熟练地操作，我们的科研人员还通过多次模拟试验，编制出一份量化到步、图文并茂的操作手册，为宇航员开展在轨维修试验提供“看得见”的方便。

记者：天宫二号当前运行状况如何？

南洪涛：天宫二号当前已经完成在轨测试，测试结果显示各个分系统状态良好，工作正常，并且在成功完成两次轨道控制后，天宫二号已调整至离地面393公里的预定交会对接圆形轨道上，等待神州十一号的到来。

记者：对参与天宫二号研制任务的航天人来说，这种经历注定毕生难忘。航天征程中，作为一名从山东走出的80后，您的感受是什么？

南洪涛：从2009年开始作为电总体主管设计师，负责天宫一号系统级测试覆盖分析及测试方案的研究，到担任天宫二号电总体主任设计师，参与推进剂补加、载荷试验等研制工作，一路走来，我对载人航天事业的科学认知在不断加深，每次都要竭尽所能把能够认知到的问题全部解决掉，确保不让任何疑点上天。可以说，每一天都是如履薄冰、如临深渊。做每一件事情，都要有这个态度。