神舟十四號科技之旅，這些“首次”轉給孩子看！

圖｜新華社、CCTV13

整理｜張蔚斐

來源｜成長的可能

12月4日20時09分，隨著一陣升騰的塵煙，神舟十四號飛船平安落地，神十四乘組航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲完成了在軌全部既定任務后，結束了為期183天的“太空出差”。

這也是我國首次在夜間嚴寒天氣下迎接航天員回家，返回艙艙門打開后，醫保人員確認航天員身體健康。

在神舟十四號載人飛行任務中，“最忙乘組”創造了多項中國航天史上的“首次”記錄，這不僅是一次“太空之旅”，也是一次“科技之旅”。

#1

冬夜歸來，首次夜間、低溫雙重挑戰，熱控系統護航

12月的東風著陸場氣溫極低，夜間極端溫度最低可以達到零下20攝氏度，如何保證航天員的返航安全？

航天科技集團五院載人飛船回收試驗隊總體技術負責人彭華康介紹，當載人飛船與空間站分離后，飛船上自身的熱控分系統就會接管溫濕度控制，將密封艙的溫度控制在17攝氏度至25攝氏度范圍內。

這一系統采取的措施包括主動熱控和被動熱控。被動熱控指飛船艙體表面的防熱材料、涂層和艙內風扇等；主動熱控則包括飛船內的加熱片和輻射器等。

在進入大氣層的過程中，由于和大氣層產生劇烈摩擦，返回艙溫度會出現一定程度的升高。但是通過熱控預冷手段，可以提前降低返回艙內的溫度，同時，返回艙表面燒蝕材料的燒蝕升華會帶走大量的熱量。

返回艙落地后，則主要是艙體的被動保溫性能在發揮作用。“通過仿真計算，如果返回艙落在零下25攝氏度的沙漠，在不打開艙門和通風風扇的情況下，艙內的溫度可以保持在15攝氏度以上達1個小時。”彭華康說。

針對低溫暗夜的環境，科研人員新研制了航天員保暖裝置，增加了輔助照明的系列措施，同時優化醫監醫保工作流程，減少航天員艙外暴露時間，保證了及時進入載體開展醫監醫保相關工作。

#2

不斷優化的通信測控網和返回艙監測，讓著陸更“溫柔”

返回艙進入大氣層時形成的“黑障區”會隔絕返回器與地面測控站之間的通信聯絡。為解決這一問題，航天科工集團二院23所自主研制了相控陣測量雷達“回收一號”，執行本次任務的雷達吸收了此前任務經驗，設計上進行了優化提升。

黑暗和極寒雙重挑戰，對定向搜救設備提出了更高要求。中國電科22所載人航天任務團隊負責人宋磊介紹，本次任務中，科研團隊強化天空地一體化搜索引導體系建設，最新研制的航天員通話電臺，在著陸場與測控系統實現無縫銜接，首次將艙內航天員呼叫話音“延伸”至北京飛控中心。

此外，直升機前艙搜索引導系統針對著陸場現場的多源搜救信息進行深度融合、智能決策，幫助搜索直升機在很遠距離之外就能提前預知返回艙的運行軌跡，為搜索任務爭取了寶貴“提前量”。

彭華康介紹，從返回艙進入大氣層開始，隨著艙體表面防熱材料的碳化燒蝕帶走大量熱量，返回艙飛行動能不斷減少，速度由7.9公里每秒逐漸降低到幾百米每秒。

在距離地面40公里左右時，飛船已基本脫離“黑障區”。返回艙上安裝的靜壓高度控制器，通過測量大氣壓力來判斷所處高度，當返回艙距離地面10公里左右時，引導傘、減速傘和主傘相繼打開，三傘的面積從幾平方米逐級增大到1000多平方米。這一套降落傘把返回艙速度從200米每秒降低到7米每秒，達到減小過載、保護航天員的目的。

當返回艙降至距離地面1米高度時，底部的伽馬高度控制裝置發出點火信號，艙上的4臺反推發動機點火，產生一個向上的沖力，使返回艙的落地速度達到1至2米每秒。同時，安裝緩沖裝置的航天員座椅會在著陸前開始抬升，進一步減小航天員的落地沖擊，實現“溫柔”著陸。

#3

滿載而歸，80多個實驗樣本探索人體在太空中生活的變化

經過183天的太空生活后，航天員將帶回80多種醫學、科學實驗樣本，可以讓地面研究團隊更好地了解人體在太空生活中產生的變化。

“在軌過程中帶回的血液樣本可以讓我們從更深層次，從細胞分子基因的層面去研究人對環境的適應性。咱們國家也擁有了自己的在軌環境適應遺傳資源庫，不論是對于我們后續健康防護措施制定還是對我們的航天醫學研究，以及對于人類認識自身對環境響應都有重要意義。”中國航天員科研訓練中心研究員李瑩輝說。

依托夢天實驗艙搭載的低溫儲存設備，航天員首次進行了活體細胞的保存和在軌試驗。隨著天舟5號上去的細胞樣本，經過了在軌18天的太空生活，也將跟隨航天員一起返回，研究員可以看到這些細胞從起飛到返回全過程中細胞對環境的適應狀態。

除了細胞之外，航天員本身也是航天醫學科學研究的關鍵對象，神舟十四號航天員返回前也在積極鍛煉，對抗返回期間和返回后的重力影響。

#4

來自太空的水稻種子——國際首次空間水稻全生命周期培養

人類要想在空間長期生存，就必須要保證植物能在空間完成世代交替、成功繁殖種子。

這一次，航天員還帶回了空間站生長的水稻。3顆種子經歷了120天的空間培育生長，完成了從種子到種子的發育全過程，這也是國際上首次在軌獲得水稻種子。返航后，空間科學實驗樣品也順利交付給了實驗科學家。

經過初步整理，科學家也發現了一些特殊現象。

中科院分子植物科學卓越創新中心研究員鄭慧瓊介紹：從樣本中，真切地看到了重力對植物的影響，一個是根的生長方向，向下和向上都有，向各個方向生長，重力定向向下生長的影響在空間里消失了。我們可以看到在莖上長了很多根，另外在莖的節上面還發出了很多其他側枝，可以看出水稻形態和地面有很大的差別。

目前，水稻種子也將被帶回實驗室繼續培養，后續要進行組學分析報告、研究它的基因表達分析、蛋白質組分析。“收到這個種子，我們一方面希望能看到它后代的活力怎么樣？能不能萌發？另一方面我們也希望看看它的營養物質有沒有變化。”

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