南都讯 宇航员在太空中的生活是什么样子？睡眠舱为何垂直于地面？宇航员“站着”睡觉吗？11月10日，走进第十四届中国航展现场的7号展馆内，就会发现三个巨大的白色圆柱体呈“T”字型排列引得观众纷纷驻足围观，争先一睹“天宫”的真容。
按真实比例1:1研制的中国空间站组合体展示舱
这就是在本次航展中展出的按真实比例1:1研制的中国空间站组合体展示舱，除舱体外还包括太阳机翼、中继天线、对接机构、大小机械臂、舱内实验机柜等配套设备。经过预约，记者有幸走进中国空间站天和舱、问天实验舱1∶1模型内，做客航天员的“太空之家”，体验航天员的“太空生活”。
揭秘如何做到“站着”睡觉和酸奶自由
今年恰逢中国载人航天工程立项实施30周年，由中国航天科技集团五院打造的中国空间站组合体展示舱在珠海精彩亮相，让“天上宫阙”与“南海明珠”交相璀璨。据介绍，中国空间站以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型，除舱体外还包括太阳机翼、中继天线、对接机构、大小机械臂、舱内实验机柜等配套设备。
按真实比例1:1研制的中国空间站组合体展示舱
探访从“天和核心舱”开始，这里最宽超过4米。步入其中，可以感受到舱内宽敞舒适，科技感满满。靠近资源舱一侧是“收快递”的地方，一个紧闭的圆形舱门上方标着“天舟”二字——负责送货上门的是天舟系列货运飞船。向深处望去，1 左右两侧的多个实验机柜，继续向前方行进便进入了宇航员的生活区和睡眠区。
问天号实验舱则是一间“实验室”，里面搭载了经过精心设计的各种实验装置和器材。 关铭荣摄
记者发现，生活区除了配备有冰箱、微波炉，还配备有酸奶机。“宇航员在轨可以自制酸奶，可以在太空实现‘酸奶自由’。”讲解员告诉记者，整个舱内活动空间超过110立方米，将配置2个航天员出舱舱口和1个货物气闸舱，并提供6个睡眠区和2个卫生区，可实现长期3人、短期6人驻留。
问天实验舱内的其中一个睡眠舱 关铭荣摄
除了天和舱内供宇航员休息的三个睡眠舱外，在问天实验舱内还有三个床睡眠舱，记者留意到，可以看到它的3个“卧铺”分别位于实验舱的“墙壁”和“天花板”上，需要采用“站姿”睡觉。实则不然，据讲解员介绍，在太空处于失重状态，无论是站着睡，还是躺着睡，或者是把自己挂“天花板”上，其实都是没有区别的。
揭秘天和核心舱有多“豪”
天和核心舱被不少业内人士称为“豪宅”，这座“豪宅”究竟有多大？
据悉，天和核心舱的体积非常大，长度比五层楼房还要高，直径比火车和地铁的车厢还要宽不少，体积比国际空间站的任何一个舱位都大，航天员入驻后，活动空间非常宽敞。
此外，核心舱的重量相当于三辆大客车的空重重量，同样也超过国际空间站的任何一个舱段。如果神舟飞船是一辆轿车，那天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子，而空间站就是三室两厅还带储藏间，算是“豪宅”了。
天和核心舱内航天员的睡眠区和卫生区 关铭荣摄
记者在现场了解到，天和核心舱由节点舱，大、小柱端，后端通道和资源舱组成。其中，密封舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区，不仅能够保证每位航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间，而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居用品，还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材，以满足航天员日常锻炼。
此外，舱内情景照明可由手机APP控制。核心舱配备了可以实现在轨航天员之间通话和天地通话的“手机”；还配有天地视频通话设备，可以实现与地面的双向视频通话；此外，还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。
揭秘问天实验舱中“看不见”的黑科技
记者了解到，问天实验舱以总长17.9米，直径4.2米，发射重量为23吨的大身躯亮相中国航展，其中的工作舱舱段近10米长，是我国目前为止最大的载人密封航天器舱体。问天实验舱这么大，是怎么造出来的？如此强壮的身躯都藏着哪些黑科技？
据相关人员介绍，问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱3部分组成。其中，气闸舱肩负着长寿命及多种设备安装的使命，对重要承力结构件的要求很高，如何满足气闸舱的高标准，中国航天科技集团五院下足了功夫。
“问天实验舱的气闸舱采用承力能力更高的内外双筋壁板结构。”相关负责人告诉记者，从单筋到双筋，难度不仅仅是翻倍。外筋在外面，看得见、好操作，而内筋在圆柱面内部，不仅不好操作，还要浑然一体，要求很高。
节点舱，可通往各个舱段 关铭荣摄
对此，研制人员开展了大量论证，进行了持续的数值仿真和试验验证。首先，模具的设计至关重要，什么样的模具可以有效避让内筋？怎样保证双筋壁板内外两侧的成形精度？其次，内置筋的压弯成形轨迹是怎样的？工艺参数怎么设定？
经过反复分析测试，工艺人员提出设计这样一种模具：先分、再拼，装配时避让开内筋位置，再进行产品的压弯成形，并得出了优化的压弯成形轨迹，设定了合理的成形路径和压弯工艺参数。模具搞出来了，工艺参数有了，内外双筋壁板顺利实现了精密成形，满足了设计需求。
解决了气闸舱的问题，研制人员又面临着下一个课题，如何确保远在太空的问天舱内一直保持适宜的温度？
问天舱的舱壁加热管路可谓是舱体的太空防护衣，是贴合舱体内壁的温控层，一直以来，它确保着航天员在问天舱中一直是适宜的温度。但随着问天舱结构的增大，这对舱壁加热管路的研制提出了新的挑战：大空间代表了加热管路的数量进一步增加，且管路布局的整体走向是空间的三维结构，为此研制人员将加热管路截面设计成了“Ω”形，类似一个圆形加一个平面，其平面与舱体内部的曲面要高度贴合在一起，以利于温度的灵敏控制。
梦天实验舱在太空上演“万里穿针”
漫步在1：1的中国空间站组合体展示舱内，思绪不禁飞向在我们头顶约400公里的太空。10月31日15时37分，长征五号B遥四运载火箭在文昌航天发射场准时点火发射，托举着中国空间站梦天实验舱飞向太空。11月1日4时27分，梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。从天和核心舱到梦天实验舱成功发射，中国空间站建造进入收官阶段，这意味着中国在建设航天强国道路上又迈出坚实的一步。
较之问天实验舱的发射升空成功对接，这次对接是“难上加难”。梦天实验舱入轨后，不仅需要紧急调整梦天实验舱姿态，还要控制空间站在轨姿态。步步惊心却环环精彩，中国航天人硬是把“大卡车”准确无误地停到“小车位”里，在浩渺太空中再次上演了“万里穿针”的绝技。
空间站机械臂转位货运飞船试验动态模拟图。来源：中国载人航天工程办公室
建造载人空间站，是中国实施载人航天工程“三步走”发展战略的第三步。上世纪 90 年代初，我国载人航天工程正式启动，国家采取了“三步走”战略：第一步是载人飞船阶段，在此期间我国完成了载人飞船的研制，实现了航天员天地往返等目标；第二步是空间实验室阶段，我国不仅掌握了出舱活动、空间交会对接技术，而且成功验证了航天员中期驻留太空、推进剂在轨补加、运送货物补给等任务和技术；第三步是空间站建设阶段，我国将建造长期有人照料的空间站。
自2020年以来，中国成功实施了长征五号B运载火箭首飞，天和核心舱，神舟十二号、神舟十三号载人飞船，天舟二号、天舟三号货运飞船等多次飞行任务。神舟十三号载人飞行任务的圆满成功，标志着空间站关键技术验证阶段任务完美收官，阶段任务目标全面实现，为中国空间站的组装建造和长期运营奠定了坚实基础。神舟十四号飞行乘组将首次在轨迎接神舟十五号飞行乘组的到来，由神十五接续完成未来的工作。
太空探索永无止境，航天攻关任重道远。中国航天不断刷新的“太空高度”，彰显的是中国综合国力的不断提升，照亮的是中国科技自立自强之路。
第十四届中国航展报道组 出品
采写：南都记者赵雨琪 实习生许鸿杰
编辑：赵雨琪
