“中国空间站在功能、应用效益、建造本事、物资补给等弥留计算方面成人色站，将可全面越过和平号空间站，达到或接近国际空间站水平；在信息本事、能源本事、能源本事和运营效费譬如面，咱们将越过国际空间站水平。”中国载东谈主航天工程总联想师周建平院士在第四届中国东谈主因工程岑岭论坛上流露。

    同期，论坛主席陈善广指出：“在东谈主因工程学科援手之下，中国空间站定将为中国航天员和世界航天员提供一个温馨的太空之家，何况作出中国东谈主原创性的效率。”

    天然东谈主因工程对群众来说是个生疏的科学范畴，但召开了4次的东谈主因工程大会，每次皆会开释重磅信号，以及让东谈主品尝的音问。

    东谈主们对行将到来的2020年，充满了无限畅想——空间站期间行将到来，航天大年来了！

    航天员在天上会喝我方的尿吗

    再生生保系统是耐久驻留的鲜艳

    “尿在大地可能是一种废物，然则在天上是一种资源。”空间站系统副总联想师吴志强在之前说了许多高妙术语，当说出这句话的时候，新手们为之一震——航天员在天上会喝我方的尿吗？

    古东谈主说“不垢不净”，跟着科技发展，看来颠覆咱们“三不雅”的时刻到了。

    从神舟五号杨利伟上天启动，中国进入载东谈主航天期间，有了第一代人命保险系统复古。自后的神舟每上天一次，皆会在东谈主的保险方面上一个台阶，到前次的神十一，景海鹏、陈冬在太空巡游33天，向宇宙东谈主民展示了他们太空饮茶太空健身的前卫生活。

    下一步，中国进入空间站阶段了，会有什么不同呢？

    航天员要在空间站驻留长达180天！像前几次那样，光靠把吃吃喝喝的东西和氧气皆带上去，不行了。天然咱们有配套的货运飞船保险，可辐照一次资本代价太高，人命保险系统必须升级了——物理化学再生生保系统便应时而生。

    “机器要为东谈主工作。”陈善广频频强调的这句话信赖是咱们共有的信念，而事实上这百年来，跟着本事的不息逾越，东谈主类对机器的依赖和真贵越来越强烈，渐淡忘却了我方的初心。

    不可否定的是，创造机器的东谈主确乎伟大，机器也确乎伟大。比如目前的嫦娥一号到嫦娥四号在替中国东谈主探索月球，来岁的火星探伤车，将替咱们到阿谁寄予若干代东谈主想象的地方一探究竟。机器一直在替咱们开疆拓宇。

    但机器永恒替代不了东谈主。东谈主有不笃定性，同期东谈主亦然不可替代的身分。东谈主躬行濒临清新事物和复杂问题的时候，产生的热情、通联念念考与抽象方案能力是机器无法企及的，对科学推能源是最伟大的。

    东谈主因工程岑岭论坛贯穿举办4年，在不同的4个城市，每次皆汇注大批的老院士、老科学家，上将、中将，总师、副总师，男女航天员。最近闻明之下的新晋院士王坚、毛明皆屡次与会。

    为什么那么多著明科学家、大国重器的联想者皆如斯敬重东谈主因工程？

    也许，跟着中国空间站向全世界的航天员、科学家打开大门，东谈主因工程也会揭开机要面纱，果真让群众会通。航天科研产生的原始商酌效率会越来越多地工作咱们的生活。

    面向耐久航天漂荡的物化再生生保系统如何可靠高效运行，跟着太空站的成立成为阐明注解东谈主因工程最佳的例子。

    再生生保是航天员从短期漂荡到试验耐久在轨驻留的要害性鲜艳系统。

    这套环境适度与人命保险系统，不仅聚集转化东谈主在系统里的汗液、尿液，而且以树立东谈主的生涯环境为地方，保险东谈主高效而应许地使命。也就是说，这套系统的创造联想试验全部皆是围绕着东谈主打转，工作于东谈主在密闭航天器中吃喝拉撒睡和干活儿。

    “再生生保本事尽头复杂，被称为世界性难题。从好意思国、俄罗斯研制的经由不错看出，本事难度尽头大，参预也尽头大。”吴志强先容，好意思国空间站上的一套水处理系统，研制费用两亿好意思元。国际空间站搭建了10多年，再生生保系统果真只用了五六年。

    为什么好意思俄在这套系统上那么舍得投钱？

    因为据他们盘算推算，1公斤的物资运到国际空间站轨谈要花4-5万好意思元，1克水基本上与黄金的价值相配。“天然这仅仅水，还需要盛水的容器，加在一齐，经济代价就更大了”。而东谈主一天所需水一般在两公斤以上，这些水要够3到6名航天员6个月到一年多的费用，不错说是渐渐链接地烧钱。

    国际空间站仍是花了1000多亿好意思元了，中国怎样把空间站的联想、处分作念得更好，以更少的代价来结束科学的追求、本事的追求，对咱们是一个挑战，独一作念到这小数，咱们才能是一个可持续发展的形貌。

    这就是吴志强们的任务。中国东谈主向来脑洞灵通。

    当把航天员算作系统工程的中枢来商酌的时候，就变得跟平方东谈主很靠拢了。每个东谈主一天排出的尿液是1.6公斤，汗液是1.7公斤，大便里也有水分，回收水是基础。另外，水中含有氧，氧气也可通过水电解而获取，还有呼吸中东谈主每天产生二氧化碳的量是1公斤，这些废物皆要各归列位，进入不同的处理系统轮回诈欺，最终被转化成太空舱里的可用资源。以后，货运飞船佩戴上去一个基本量就不错了，资本大大裁汰。

    “再生水，某种道理上是在轨分娩的一种水。它是从废物中索要出来的，为了保证东谈主的人命健康，必须严格适当医学条件。”吴志强的科普给群众的一个事实，即，若是咱们要环游太空，也需要叠加使用被转化了的舱内东谈主员的“尿”。

    不得不说，当东谈主类放眼繁多太空的时候，深感其无比广袤，莫得鸿沟。而当东谈主类反不雅本身，通俗的吃喝拉撒睡果然亦然一个无比精密，莫得鸿沟的场域。而对我方的商酌，却决定了咱们若是离开眼下的地盘，能走多远。

    “这套系统最具载东谈主特色，它亦然区别载东谈主航天器和无东谈主航天器的弥留鲜艳。”吴志强们的任务提及来泛泛，作念起来就是个多系统交叉的学科。

    可见，这躯壳发肤受之父母，东谈主类理所天然地享用我方的躯壳，却签订不到这才是最伟大的机器，有无限探索的空间。

    这一之前隐身于航天器背后的系统，伴跟着航天员行将耐久驻留太空，正在布局走向月球、火星的时候，闯入东谈主们的视线。

    不外，这样金贵的再生装备万一用着用着坏了咋办？这就触及一个典型的东谈主因问题——航天开导的在轨维修。

    纵是维修也东谈主因

    空间站的寿命不仅是造出来的更是修出来的

    “中国空间站建成后，咱们将诈欺航天员的操作和机械臂协同，将这对太阳电板翼转化到这个位置上，以教养太阳翼电板的使命效率。这黑白常复杂的在轨操作，中国航天员若是把这件事办成了，我以为咱们就达到了与国际空间站相通的舱外操作水平。”周建平指点着中国空间站的联想图给公共教悔。

    在失重环境下，航天员出舱，转化和维修开导。好意思国电影里的宇航员在恶劣的太空环境下使命的场景，百里挑一在目。许多影迷期盼中国进入太空站期间，就是想看到中国东谈主也能从事如斯高难度的功课。而周建平所描摹的场景，不仅难度大，而且还要阐明中国航天员的力量与能力，想想皆振奋东谈主心。

    周建平用空间站来例如，苏联的和平号空间站那时的联想寿命独一5年，因为有东谈主的参与，和平号空间站才一直延续到1999年，因为俄罗斯运行保重的代价无法承受才自主离轨。相通，目前的国际空间站莫得东谈主的积极参与，也不可能保持这样的现象。

    看来，太空舱的寿命不仅是造出来的，更是修出来的。

    周建平揭秘——

    这回，咱们的千里镜也将踏进地球轨谈，名字魄力，叫“巡天”。巡天千里镜与哈勃千里镜比拟，视场大300多倍，但折柳率不相高下。它不错和中国空间站共轨漂荡。在需要空间站对它进行补给，航天员对它进行维修，梗概需要进行开导升级的时候，它不错泊岸到空间站上，由航天员进行必要的操作以后离开，然后不息保持共轨漂荡现象。

    以前辐照卫星，若是失控了，一下就耗损好几亿致使十几亿，还会变成悬浮在轨谈上的太空垃圾。但将来飞船里会有随船工程师，不错拿获这些卫星进行维修。还有就是一些使用期满的卫星，咱们也不错换件维修，增多其寿命。

    公共皆知谈，在大地上咱们拧动改锥，可谓成竹于胸，更何况载荷工程师和空军诞生的航天员。但在舱外寰宇射线和天际飞石的要挟下，航天员必须身穿如兼并个小航天器般坚韧千里重的航天服，愚顽的手套让拿持东西变得尽头穷困。是以，天上的维修多是模块化集成化的。

    就像小一又友拼搭乐高一样，即等于一根清亮的问题梗概是一个螺丝的问题，也要把一通盘模块换掉，来确保安全和高效。

    陈善广暗示，空间站在轨运行将达到10年以上，有许多开导包括宇航服和再生生保系统，通过维修和零部件更换可大大蔓延在轨使用寿命，裁汰运输资本。而如何保证维修质料提高维修效率，则要充分计议东谈主的能力、空间不竭、用具终结等东谈主因问题。

    短短几句话，公共仍是签订到了航天员和载荷工程师将来在玉阙中的致力于任务，不仅要承受失重环境对躯壳的练习，还要作念科学实验；既要不雅测外太空，也要从高空不雅测地球；既要去货运飞船搬运货品，到舱外维修、试验空间站，还要辐照轻细卫星，修理并轨对接的巡天千里镜。

    继翟志刚出舱挥舞国旗后，将来的中国航天员会越来越多地走出舱门，为咱们的漂荡器坚苦使命！

    半年前，NASA对外公布了一个阿尔忒弥斯霸术，即，好意思国2024年再次问鼎月球，女航天员将完成登月。东谈主们异曲同工将眼神聚焦在本次参会的中国巾帼好汉王亚平身上。

    在神舟十号飞天的时候，她算作太空老师，在玉阙一号的局促舱室中给宇宙中小学生上了一堂科普课。视频那时的打开率就达到10亿次。若是中国不可立时登月，但不错信赖的是，不久会有女航天员进入玉阙耐久驻留，在中枢舱、实验舱内进行科学实验。

    王亚平的外形蚁集了中国古典好意思女的好意思艳和女军东谈主的豪言壮语，身段挺拔而纤细。东谈主们禁不住要男欢女爱：如斯纤细的女子，如何承载致力于的维修任务？

    这就需要东谈主因工程联想更妥贴东谈主体高效使命的辅助开导。

    据流露，目前航天员的生活环境仍是得到了极大改善，不错说从以前的一室一厅，变成了三室一厅，其适居性更好了，出舱服也作念了极大地变嫌。

    东谈主因联想得越完好，东谈主的不适感越小，离咱们平方中国东谈主进入太空的日子也就越近了。

    濒临未知之地

    东谈主因测评浮出水面

    航天是一个复杂的巨系统，其中，最让科学家记挂的，是当航天器脱离地球，这个咱们熟悉的家园后，内部的东谈主怎样生涯，如何濒临摧毁的不安妥东谈主生涯的环境。也就是说，咱们如何确保航天员“置于死地尔青年”，而且使命得宜东谈主、有用率呢？

    东谈主因工程更多地商酌的是死。这是一门树立在失败、晦气、经历上的学科。

    “埃塞俄比亚那架波音飞机是垂直砸下去的，砸到地下20米深。”刘大响院士前段时候看了波音737MAX客机终末失控现象的视频，“心里非凡难堪”。这个型号飞机在旧年年底到本年年头的4个月时候两次坠毁，升天346东谈主。启动，波音公司把包袱推到东谈主的问题，说是驾驶员操作分歧，但“咱们分析不是这个问题，是以中国第一个作出停飞的决定”。过后印证了，这架飞机的漂荡员在终末长达12分钟里演出了一场东谈主机大战。据称一个系统反复迫使机头向下，漂荡员屡次将机头重新拉起，但最终在机器的热烈提示下，驾驶员窝囊为力，酿成东谈主间惨事。

    “目前一切范畴彻底由机器来指导，这是有风险的。”这位中国著明的航空发动机群众说，波音737MAX在更换发动机后，莫得进行豪阔的试飞，更未作念包括东谈主因在内的抽象测评，末端惨痛。

    陈善广以为，波音事故再次激勉了业界对东谈主机功能分派的深度念念考，不酷爱东谈主因测评亦然主要原因。其实在航空航天范畴发生的许多事故可归于东谈主的失实或机器的防误联想不够。

    “消失操作失实，是我的终生激越地方。”1970年把中国第一颗东谈主造卫星“东方红一号”奉上太空的胡世祥中将这样说。他参与组织了100屡次卫星、火箭的辐照试验。

    让他水流花落的是1982年辐照通讯卫星。模拟漂荡几次后，数据夸耀火箭漂荡17秒就短线了。

    “查。插座扒开看焊合点如何，一天整夜翻个底朝天，没查出问题。”通盘东谈主哪也去不了，皆在等，他嗅觉压力山大。终末发现，是一个插座里有个焊锡粒子在滚来滚去。再追忆上去，是上海的一个女巡视员身怀六甲，“心境不好，漏检了”。

    今天，提及航天就是万无一失，皆是从到手走向到手。其实，在胡世祥的顾虑里，有一段惨淡的时光。那时，中国刚刚启动匡助海外辐照交易卫星，贯穿因为插头问题、马大哈问题而失败。“朱镕基任副总理的时候到咱们基地窥伺，问，胡司令，你能不可打三个卫星上去俩，掉下一个？你目前一个上去，一个下来，咱们腹黑皆受不了”。

    “插头、插座时常就是个通俗的问题，然则通俗的问题酿成的末端很千里重。真可谓是，一颗螺钉相关航天功绩，小小按钮维系民族尊容。”胡世祥向与会的东谈主因群众命令，对这些初级纰缪，东谈主因群众能不可给一个规律，一个观念，减少东谈主为失实，保到手。

    陈善广指出：消失东谈主为差错确保安全一直是从事复杂系统和工程神色的各级指导员和工程师追求的地方，东谈主因工程为此提供了表面指导和联想体式。这些系统是东谈主联想的，势必会打上东谈主的烙迹。必须要对系统进行相对独处的东谈主因测评，欠亨过这种测评的系统不得通过最终验收。载东谈主航天正在树立这种处分和本事体系。

    东谈主因工程的学科理念是体现以东谈主为中心的联想理念，让机器适合东谈主的需求，学科地方使通盘系统结束安全、高效率、高效用。典型特色是系统工程念念想、面向联想和多学科会通。不错说东谈主因工程是以东谈主为本的系统工程。

    老子说：上善若水，水利万物而不争。陈善广屡次借用这个理念指出：东谈主因如水，你高，我便退去，不覆没你的风范；你低，我便涌来，弥补你的遗憾。越来越多的大国重器将东谈主因工程引入了本身的顶层联想。

    走向深空的桥头堡

    月球上何时会车来东谈主往

勾引指南

    正如下围棋，当你走一步的时候，必须联想到畴昔的三到五步。

    当东谈主们正在为2020航天大年而欣忭尖叫的时候，中国载东谈主航天仍是开启了飞向月球的深度布局。

    走向深空，为什么首选月球？陈善广说，载东谈主航天有三个主要隘方：一是探索未知；二是开发和诈欺空间资源；三是拓展生涯空间，寻找新的家园。而月球，是“咱们走向深空的桥头堡”。

    在许多科幻演义中，月球上的水冰、氦3、弥留矿产等资源被克隆东谈主和机器东谈主开采，运回地球，工作东谈主类。那么，月球将会变成什么样，会不会真像陈善广说的那样也有车来东谈主往？

    他以为，咱们畴昔的月球城市会分阶段试验：前方站、半遥远基地，然后才是遥远性月球家园。

    月球家园以地下建筑为主，可诈欺月壤和月岩保温、隔热和防辐射。禁受3D打印，把月尘、挖掘的月壤打印成建筑材料。采选地下空间容易钻挖成立的地方，以月岩算作基地辐射掩体。

    陈善广的描摹让东谈主充满高明的畅想，也许，等咱们有了超大推力火箭，有东谈主因工程等学科的任性复古，结束这一步就近在当前了？

    但他话锋一瞥，谈到了一场“到手的失败”。

    当年，奔月的好意思国阿波罗13号仅漂荡了55小时46分钟，氧气罐搅拌就导致了飞船工作舱的严重爆炸。飞船启动失去能源，失去热量，更弥留的是，宇航员失去了可呼吸的氧气。

    “但，宇航员计上心头，将宝瓶座登月舱充任了救生船，最终开脱月球引力，安全地复返了地球。这是靠东谈主的灵巧，发扬了东谈主的作用的到手案例，是以是到手的失败。”陈善广但愿用这个例子告诉公共，咱们要挫折月球，就必须有更先进的东谈主因工程理念和联想。

    因为东谈主因工程就是在失败和升天的基础上树立的一种功效学科。

    什么是好的联想师？“在危机之下，系统有发扬东谈主的作用，归附安全的能力。”陈善广指出，受阿波罗13号此次经历的启发，畴昔咱们的登月舱会径直佩戴逃生舱，这样能增大航天员生还的但愿。

    航天的特色就是之前联想了许多逃生开导，比如，火箭辐照在大气层内有潜逃塔，若是际遇偶然不错跳伞回到大地。是以，岂论是进入玉阙太空舱照旧将来去月球，皆要把安全高效放在第一位。

    “通过月球家园的成立与开发，东谈主类将走向深空、移居火星、走出太阳系，星火传承，在茫茫寰宇传播东谈主类斯文！”陈善广把眼神投向了畴昔。

    也许在若干年后回望，2020年对中国航天是个很弥留的时候节点，这样浩大的霸术，就是从空间站的中枢舱——天和，走出第一步。

中国青年报·中国青年网记者 堵力 开头：中国青年报

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2019年12月24日 10 版成人色站