吴方黎 张子超 川观新闻记者 徐莉莎

4月29日11时40分许，海南文昌发射场，我国载人航天空间站工程天和核心舱随着长征五号B遥二运载火箭成功入轨，正式拉开了中国空间站工程建设的序幕。

天和核心舱是空间站的重要控制舱段，重达22吨，长16.6米，是目前我国发射的质量最重、体积最大、设备最多、系统最复杂、功能最完善的载人航天器，也是空间站工程的里程碑式节点。它的成功发射使得中国跻身到太空空间站建设强国，使得我国具备了长期在轨研究、科学拓展的能力。在四川众多的科研院所中，位于成都的中国航天科技集团有限公司第七研究院（以下简称七院）就是我国空间站工程的直接参与者。

在发射现场看着运载火箭腾空而起的那一刹那，七院宇航项目技术负责人陈粤海的心情久久不能平静，由她和团队倾尽10年心血研制的物资管理分系统将在核心舱入轨后迎来“大考”。

“航天员在空间站吃什么？喝什么、找什么、缺什么，我们心中有数、一清二楚。” 七院七部宇航室主任蒋琳说，“我们是空间站'全屋定制’的供应商，我们研制的分系统就相当于空间站的'智能管家’”。

在此次天和核心舱的研制中，七院承研了15 个分系统之一的物资管理分系统，具体负责空间站所有物资的全生命周期管理及舱内在轨驻留辅助支持保障产品研制。

用业内人的话说，今后空间站在轨运行，全球人民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。

保障航天员在太空的“吃喝拉撒睡”

他们是空间站的“精装大师”

从2011年起，七院即开始物资管理分系统研制，到今年刚好整整10年。自接到总体单位的任务需求后，如何给航天员在轨长期驻留期间提供一个更舒适、更温馨、更健康的工作、生活环境，是摆在七院宇航型号队伍面前最大的难题。

物资管理分系统是空间站15个分系统中“最年轻”“最感性”的“新力军”，是七院自主设计、研发的系统级产品，对该院深度参与宇航重大工程任务具有标志性意义。

较其他系统来说，物资管理分系统立项时间最晚、研制周期最短，直接关系航天员“吃喝拉撒睡”，要考虑美学、工效学、色彩学，营造出宜人的舱内生活环境，也因此说它最“感性”。

每批航天员都需要驻留100天以上，他们在远离地球且封闭狭小的空间内，加上每天的科研任务，他们往往承受着巨大的心理压力。因此，空间站舱内除了要保证其生命安全，还需要在适居驻留辅助支持方面减轻心理压力。

这百余（套）产品虽不直接决定任务的成败，但却决定着航天员在太空驻留期间的幸福指数和舒适程度。

同时，空间站作为目前中国最复杂的航天器，舱内自身就有数量众多的功能设备；航天员在轨长期驻留，同样需要具备巨量的空间站运营物资。这些物资数以万计，通过手动记录物资消耗、使用以及废弃物的时代早已跟不上需求，设计开发一套智能化、自动化、数据化的物资管理系统势在必行。

十年磨一剑

打造最年轻、最感性的分系统

事非经过不知难。航天员在轨长期驻留的技术和数据，目前仅国际空间站掌握。七院宇航型号技术负责人陈粤海说，“相关文献凤毛麟角，研制之路几乎两眼一抹黑。”面对未知，平均年龄不到33岁的核心团队从零开始，勇敢出征。

大到仪器设备，小到螺丝螺母，上万件的核心舱物资，以及后续对接舱段的所有物资，物资管理分系统都要管。

为此，团队引入了时下最流行的自动识别技术——RFID技术，物体之间可以通过无线电波不接触快速交换和存储信息。

这项在地面广受热捧的技术，“搬”上太空却遭遇不少麻烦。具体负责这项技术攻关的四川航天计量测试研究所研发一室主任龙文感受最深：“空间有限、电力珍贵、设备抗干扰要求极高……这一系列约束条件，让团队彷佛带着‘镣铐’跳舞。”

负责软件设计的七部软件室主任张志介绍，“仅软件就更新过10个版本，有3次是完全推倒重来。”经过针对性改进，“太空版”RFID技术“横空出世”。

航天员手持的RFID读写器如“磁铁”一样，将物资信息“吸”进来，舱内仪表和读写器终端实时更新物资的数量、状态、位置等信息，提示即将到期或需增补的物资。当航天员需要某件物品，系统自动会计算出最优取用路线，并进行三维可视化引导。

同时，物资信息也将备份在地面数据库中，确保天地数据的一致、可靠。好管更要好用。

评价是否“好用”的人机工效学是一道必须要迈的门槛。“要预想、模拟航天员使用物品时的全部动作，让航天员用得方便、用得安全、用得省心。”

七部总体设计师冯琦坦言，工效学评价着实“折磨”了团队一段时间。空间站设备24小时运转，会产生一定噪音，睡眠区要降噪，让航天员睡个安稳觉；物品不能有尖角、孔洞要避开手指易触及的位置；用于提示物品使用方法的标识字体、大小、粗细、位置都有明确规定。

此外，团队还专门打造了电子交互手册，利用VR技术，介绍舱内单机的用途和功能，并对其使用和维修进行动画演示，方便航天员快速掌握。

被吹毛求疵的产品

才有上天的资格

货包、内饰板、隔声降噪内饰层、工作支持设备……它们品类多、跨度大，都是航天员生活工作的必备品。

乍一看，这些产品的外形朴素得出人意料，但研制之难也出人意料。对远离地球、空间密闭、环境特殊的空间站来说，航天员的生存环境是重中之重，对产品材料要求可算得上是吹毛求疵——不生霉点、不长细菌，火烧不起来、抗得了静电，闻不出味、结实“耐造”。

培养一个“全能冠军”谈何容易。用设计师的话说，“满足两三个要求很容易，满足所有要求的跑遍中国也没找到。”装载食品、仪器设备的货包就是其中的典型。他们前往高校碰撞智慧、去专业厂家学秘籍招式，开始了自主研发之路。

大家每天拿着不同类别的纤维，在成百上千次的试验里，确定了以壳聚糖纤维——一种从蟹壳中提取的天然抗菌生物材料为基础，混纺抗静电、阻燃等多种性能纤维的设计方案，终于制作出集多种“才华”于一身、能够全方位保障航天员健康和物资安全的纺织材料。

除了材料，产品结构同样吹毛求疵。在天上，每一克载重都异常珍贵。内饰板，这个铺满空间站每一寸，方便航天员在失重条件下行动的关键产品，身段既要轻量，又要“拽实”。

一种三明治结构的内饰板由此而生。虽然上下两层蒙皮厚度不到0.5毫米，可谓薄如纸，但在碳纤维、玻璃纤维的加持下，品质坚韧。夹层是内饰板高强轻质的关键，它被特意设计成蜂窝芯结构，每平米内饰板不超过3公斤。

目前空间站所用的最厚内饰板仅有大拇指粗细，制作成直径30厘米的圆柱，承重30公斤毫无压力。“换句话来说，将内饰板制作成常见的高脚圆凳面板，一名3岁的小朋友拿得起，一名10岁的小男孩压不塌。”七部结构设计师齐焕章解释道。

七部主任设计师王广伟告诉记者，“为保证分系统配套功能产品的安全、可靠、轻量化，分系统对航天员经常使用的产品累计进行了超100万余次的疲劳试验，经过寿命考核后，分系统各类产品功能、性能状态良好，均能够支持空间站超过10年以上的使用寿命且具备延寿或更新换代功能。”

十年圆梦路，七院在空间站上应用的多项技术达到了国内领先、国际先进水平，其中获得专利23项，3项成果荣获四川省科技进步奖。2019年，七院宇航团队被人社部、工信部等五部授予“中国载人航天工程突出贡献集体”。

本文图片由中国航天科技集团有限公司第七研究院授权使用

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