北京
尽管空间站的耗损在设计之初已经考虑进去了，但人力维修还是必需的。
▲10月26日11时14分，搭载神舟十七号载人飞船的长征二号F遥十七运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。发射取得圆满成功。图/新华社
文 |张田勘
北京时间10月26日11时14分，神舟十七号载人飞船发射升空，飞行乘组由航天员汤洪波、唐胜杰和江新林组成，汤洪波担任指令长。汤洪波参加过神舟十二号载人飞行任务，唐胜杰和江新林都是首次飞行。
此次是载人航天工程立项实施以来第三十次飞行任务，也是第十二次载人飞行任务。这次的任务既多又重要，要完成与神舟十六号乘组在轨轮换，开展空间科学与应用载荷在轨实（试）验，实施航天员出舱活动及载荷出舱，进行舱外载荷安装及空间站维护维修等工作。
所有这些任务将会在神舟十七号驻留太空的6个月内完成，这其中首次开展的空间站舱外试验性维修工作受到关注。
在轨维修充满挑战
未来，人类要在太空生活，无论是移民还是旅行，空间站都是落脚处，也是空中的家园。因此，必须让太空中的这个家既能接纳地球人，也能让地球人在这个环境中住得舒适、方便，并且能完成各项工作。
按照中国航天“三步走”的战略，建立永久性的空间站（试验室）是最后一个重大任务。在这个任务完成后，就能维持常态化的空间研究工作，甚至进行太空旅游。
目前，中国的载人航天工程已经进入空间站应用与发展阶段，因此，会有常态化的乘组轮换和工作，主要包括人员和物资的正常轮换补给、空间站组合体平台照料、乘组自身健康管理、在轨实（试）验、开展科普及公益活动以及异常情况处置等6大类工作。
所有这些工作都是建立在空间站正常功能之上的。人们在地上的房屋是一个可以全身心放松休息的地方，空间站则是太空中人类的家园。地上的房屋需要物业和业主的共同管理、维修和保养，太空的空间站同样如此，而且空间站更有着其特殊性，更需要进行保养和维修。
在太空中，有很多太空垃圾，如空间微小颗粒，可能会造成对空间站的碰撞和损伤，因此需要维修。之前的检查就发现，中国天宫空间站太阳翼多次受到空间微小颗粒的撞击，造成轻微的损伤。
但是，空间站维修非常艰巨和复杂。这是由空间站的设计制造特点所决定的。
空间站是将大气环境控制、温湿度控制、物质循环再生等地表自然生态功能，供电、通信、饮食起居、医疗、锻炼娱乐等现代城市功能, 以及姿态轨道控制、交会对接等航天器功能集为一体的设施, 功能复杂，各功能之间深度关联, 而且需要在空间站正常飞行时的在轨维修，因此维修任务既复杂，又困难，充满挑战。
延寿使用所需
此前，和平号空间站设计寿命5年, 通过维修让其在轨运行了15年。国际空间站设计寿命15年, 也是通过维修延长使用了4年，目前还在使用。
而且，和平号空间站上航天员75%的工作时间是用于在轨维修。我国的天宫空间站也是设计在轨可靠运行15年。不过，15年后，也可能需要延寿使用。
仅依靠传统的长寿命、可靠性设计, 既有巨大的工程造价成本，也难满足15年后空间站延寿使用，因此需要不断对空间站维修。
尽管空间站的耗损在设计之初已经考虑进去了，但人力维修还是必需的。从面向空间站长期运行、验证技术能力出发，神舟十七号航天员乘组通过出舱活动进行舱外试验性维修,也是培养和锻炼航天员能力的过程。
然而，无论是舱外还是舱内维修，都是在保证空间站在轨飞行时的维修。因此，可靠性和安全性是重点，既要做到故障隔离，也需让维修影响的领域最小化。
由于航天员是实施空间站维修的主体，需要充分考虑航天员的可视可达可操作性，减少操作接口种类、简化操作复杂性, 降低维修耗时等。
陆地模拟维修很重要
为了保障航天员维修空间站任务完成的可靠性和安全性，事先在陆地就会有模拟操作。航天员会身着水下航天服, 在中性浮力水槽中进行维修操作验证。包括从单机级试验、分系统级试验、系统级试验3个层次开展模拟维修。
为保证空间站维修的可靠性和安全性，还要用舱外维修全景相机观察空间站舱外情况，同时要让航天员穿上脚限制器，固定在空间站机械臂上,由机械臂将航天员运送至预定位置进行维修作业。
因此，脚限制器的坐标、航天员航天服的坐标，以及这些产品的舒适安全和易于动作完成，都决定了空间站维修是否能顺利和安全完成。
此次神舟十七号航天员乘组将通过出舱活动进行舱外试验性维修，说明在地上已经进行了摸拟操作，而且在设备、工具、仪器等方面能既保证万无一失，也能保障航天员的安全。
因此，可以静待神舟十七号航天员乘组的好消息。如此，也意味着作为在太空中唯二的中国天宫空间站（另一个是国际空间站，将于2031年退役）将在未来15至20年发挥更大的作用。
撰稿 / 张田勘（专栏作家）
编辑 / 迟道华
校对 / 李立军
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