“问天”身后的四川力量丨从“天和”到“问天”，他们潜心优化航天员的太空家园
7月24日14时22分，海南文昌航天发射场，搭乘长征五号B运载火箭，20吨级的“问天”实验舱顺利发射升空。随即入绕地400公里高度轨道，与天和核心舱成功交会对接。
中国空间站首次在有人状态下迎接航天器的到来，这也是中国空间站建造阶段具有里程碑意义的重大事件。
电视直播中的消息传来，远在四川的中国航天科技集团有限公司第七研究院第七设计部(简称“航天科技七院七部”)爆发出热烈的掌声。“成了!成了!”看着火箭腾空，正在发射场做技术支持的航天科技七院七部设计师冯琦和于馨怡心情激越。
为了这一刻的成功，他们已经为之准备了数年之久。
七院七部是空间站的“精装大师”和“智能管家”。全球观众通过舱内摄像机看到的，都是空间站物资管理分系统研制团队的产品，在轨所有物资的使用都需要分系统的管理系统。
承担空间站物资管理分系统研发任务11年以来，七院七部一直致力于在空间适居技术方向的深入探索。从“天和”核心舱到“问天”实验舱，他们一步步改进，优化航天员的空间生存环境。
敢于超越！噪音控制技术超越国际空间站
空间适居是指组成载人航天器的舱内环境、辅助设备能够保障乘员长时间健康居住和高效工作。噪声控制，正是空间适居技术能力的体现之一。安静温馨的问天睡眠区看似平常，但却凝聚了七部宇航队伍的汗水和智慧。
国际空间站盛名素著，是各国航天技术学习的榜样。但其睡眠区噪声指标却超过了50分贝。
50分贝是一般普通室内谈话的声音。航天科技七院七部宇航项目技术负责人陈粤海提出：“我们要敢于超越!这样的噪声环境并不真正舒适。”
七部宇航团队从最基础的材料入手，提出了满足太空环境下抗菌、防霉、阻燃、隔音降噪等多约束条件的材料方案，建立了空间适居材料体系，填补了国内长期驻留高可靠高安全性适居材料空白。最终，“天和”核心舱睡眠区的噪声指标控制到了50分贝以下。
问天实验舱作为后发舱段，并不满足于这个数字，分系统和总体单位深入沟通协调，对作为在轨备份的“问天”睡眠区不断开展布局优化，反复开展验证试验并持续改进。最终，“问天”实验舱睡眠区的噪声指标进一步降低，可以保证航天员高质量睡眠。
此外，“问天”舱内工作区噪音也不超过60分贝，舱内温度约24摄氏度，湿度约40%。
活动空间增大，内装再升级
“问天”实验舱曾作为“天和”核心舱的备份，二者区域配置类似。“天和”目前已经在轨运行一年多。
物资管理分系统产品种类多、数量大、人机界面交互性强，每一件都跟航天员在轨工作生活息息相关。为了让“问天”实验舱的内饰和物资运载“更上层楼”，让航天员们的太空生活更有品质，七院七部的设计师们可没少花心思。他们让曾经在轨驻留的乘组航天员为“问天”实验舱“内装”改进提需求。
“能否让活动空间再大一些?”航天员反馈。设计师们就为实验舱睡眠区的富裕空间增加储存接口，扩容效果明显。“问天”实验舱内，航天员自由活动空间近50立方米。配置了3个航天员睡眠区、1个全功能卫生区兼储物间。
卫生区的优化也是一项大工程。七部科研人员就结合航天员各状态下的体位参数，针对在轨使用状态、在轨存储状态的不同，设计了卫生区的布局。
在遇到需要在轨堵漏等紧急情况时，“问天”卫生区的弧板可以在轨拆卸。为了便于在轨操作，特别设置了可以避免零件在轨漂浮的“小机关”和对位标识。
七院七部问天物资管理分系统副主任设计师冯琦说，这些设计看起来简单，但是否真的便于在轨操作，还是要考虑失重环境下人体肌肉骨骼力学和视觉特性开展设计。为此，他们还专门开发了一套航天员在轨生活和任务执行的地面前置数字孪生系统。
试验舱内，空间和载荷是最宝贵的。每一步改进，都要在细微处精打细算。“每一个货包、每一个组件，都经过了海量的模拟和计算，为了求出空间站上物料排列组合的最优解，我们的设计精度堪比在米粒上雕一幅山水画。”于馨怡介绍道。
发射前，遇到返修新难题
为了更好支持航天员在轨工作，圆满完成任务，空间站总体对各分系统的要求十分严格。仅在发射场第二阶段，分系统就参加了40多场班前会及日调度会，复核了20多份风险识别控制及可靠性报告，修改提交了10余版质量复查报告，这些都是“问天”实验舱成功发射必不可少的基础。
但突发状态也不可避免，“为了更好地拍摄舱内状态，现在内饰板上的相机安装孔需要适当拓宽。”在即将开展舱内状态确认的一周前，总体单位提出了返修需求。
又是一个新难题。七部试验队员立即与总装单位进行讨论分析，在明确使用需求及返修方案后，立即联系负责该产品加工维修的工人。但当时正逢北京疫情期间，快递物流周期大大延长，而且即使工人来到了文昌，也需要7天集中隔离。
时间不等人，在发射场中更是如此。各个分系统耽误的每一分每一秒，都直接影响着整个问天实验舱发射的时间节点。
“天津分部的工人能完成返修工作吗?没有问题的话，请马上安排他来文昌。”“立即确认天津滨海新区抵达文昌后的疫情管控措施。”“联系试验队调度组长，办理出厂手续，工人一到位我们就把内饰板交到他手上。”……
一通通电话稳步推动着返修工作的开展，最终在接到返修通知后的第五天顺利完成交付工作。首次参与发射任务的于馨怡感慨：“发射场任务中，有风有雨是常态，风雨无阻是心态，风雨兼程是状态!”
“逐梦岂惧星河远，丹心耿耿寄问天。”陈粤海说，星河纵然遥遥万里，敢于逐梦的宇航设计师仍然壮心不已。“问天”已经成为昨天的功勋，勇于探索的宇航设计师仍将在空间适居的道路上不懈探索。
郭芸芸 川观新闻记者 徐莉莎
