中国网：2021年9月17日，神舟十二号载人飞船首次从中国空间站返回地球并安全着陆。神舟十二号载人飞行任务是我国组织实施的第七次载人航天飞行，也是中国空间站关键技术验证和建造阶段的第一次载人航天飞行。航天员乘组在空间站组合体工作生活共计90天，刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。天和核心舱暗藏哪些“黑科技”？未来的出舱活动会有哪些丰富和扩展？本期节目，特邀国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光与广大网友在线交流。

国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光接受中国网《中国访谈》节目专访。   中国网杨楠 摄影

中国网：杨老师您好，欢迎您作客中国网《中国访谈》节目。神舟十二号是首次从我国空间站返回地面。请您介绍一下，神舟十二号飞船的返回与以往神舟飞船的返回有什么不同？呈现出哪些技术亮点？

杨宇光：应当说神舟十二号这次本身任务就非常重要，这是我们国家空间站第一次载人的飞行任务。

有几个点是和过去不一样的。第一个点是因为我们知道过去最长的飞行任务是神舟十一号和天宫二号的飞行任务，那次我们是进行了航天员中期在轨驻留的技术验证，只有一个月左右的时间。这次我们进行了长期的在轨验证，在轨三个月的时间。这三个月神舟飞船是始终对接在我们的组合体上的，它不但是我们乘组正常情况下天地往返的这样一个乘组运输工具，而且也是我们乘组一旦发生了任何紧急情况，能够逃生，能够撤离，紧急撤离这样一个救生船。对标一下国外，其实都是这样一个配置，只要是有人驻留的这个空间站，一定要有一艘飞船，而且有所有的乘组的座位，能够保障他们在出现紧急情况下，能够随时的返回。

实际上我们要解决的第一个问题就是因为我们这个神舟飞船要长期地在轨停留，它会受到空间辐射的影响，那么它经过三个月以后，是不是足够安全，要能够确保我们航天员安全地返回，这就是一个问题。所以这次任务的第一个困难点在于我们在返回以前，一定要对每一个飞行系统，无论是控制系统、推进系统、测控系统等等，还有环控生保系统，都要进行充分的检查，才可能确保我们能够正常地返回地球。其实这个是我们的一个很大的亮点了，我们经过这三个月的停留，能够正常的、安全的将我们的航天员送回家。

第二个点是和我们着陆场有关系。这次是头一次载人返回东风着陆场。所以就是说整个不但硬件上和过去是有所差别的，而且包括我们的人员在工作的配合上，也是第一次。因为现在我们的空间站它处于未来要进行至少是15年运行的背景下，短期的在轨飞行，这个飞船的高度是不会有大的变化的，返回地球它可以比较容易找一个固定的着陆点。但是我们的空间站长期的尺度来看，它的这个轨道高度是在很大的范围内变化的。你比如咱们的空间站，它最高的高度可能超过四百公里，最低的时候可能已经低到三百四五十公里这样的高度了。这样的话带来的问题就是，每个乘组到了时间以后就该返回了，而这个时候空间站属于什么高度是不确定的，所以说从一个非固定的高度来返回地球，那么如果说你还是返回那么窄的一个小着陆场，这个是带来很多困难的。

东风着陆场我们可以看到，它比四子王旗着陆场大十倍以上，它是一个比较适宜的区域。还有一点，这些年随着我们国家的经济越来越发展，其实四子王旗那个地方附近是草原，居民密度也越来越多，生活设施、生产设施也越来越密集。从安全性的角度来说，确实作为着陆场可能就不是那么适宜了。所以说这次返回东风着陆场是合适的，而且这是第一次，我们成功地返回东风着陆场。

从你问到的亮点来看，确实是这次（着陆）做得非常完美。我们可以清晰地看到整个伞落地的过程，无论是我们的直升机，其实在直升机上直接就拍到了落地的画面，然后救援团队也是非常快的（到达）。这次可以看到我们地面的团队确实非常给力，证明我们平时的训练是有效的，我觉得未来要形成常态化的配置。

还有一些不同，因为我们知道，过去我们的飞行任务是比较单一的，而现在在空间站的运营阶段，其实它形成了滚动的配置。我们注意到在神舟十二号发射的时候，其实神舟十三号飞船和送它上天的长征二号F火箭已经是到了酒泉卫星发射中心，它处在待命的状态。也就是任何时候，如果我们的神舟十二号乘组在天上遇到了问题，而它的飞船不可用，不能将航天员安全返回地球，我们就可以应急地发射神舟十三号飞船进行救援。如果说就像现在我们任务已经正常返回了，那它就依次地轮换成为一个不是救援的飞船了，而是正式任务的飞船了。神舟十四号也一样，神舟十三号发射的时候，神舟十四号就在那个地方待命，这就是未来我们空间站阶段的必要的措施，也就是任何时候都要有这样的举措，“以人为本”保证我们航天员是安全的。神舟飞船作为天地往返的运输系统，实际上就是说担负了极为重要的角色。

中国网：它也是不断地来提高我们的安全性和精准度，其实也是为未来频繁地往返空间站做一定的准备。

杨宇光：是这样的。因为我们知道目前，我们的天宫一号在2011年发射上天，当时它的正式名称是目标飞行器。为什么叫目标飞行器？因为当时我们的核心是要掌握交会对接技术，交会对接技术确实是非常复杂的，我们进行了包括神舟八号、九号、十号多次的无人和有人的，自动的和手动的交会对接。其实当时应用的指导方法本身是非常稳妥的，包括我们在靠近远程导引段结束以后，那么在逼近的阶段，等于设置了多个停泊点，在停泊点我们仔细检查我们各个状态。现在其实虽然也有这些停泊点，但是这个过程比过去已经快得多了，因为我们已经驾轻就熟了，包括我们远程的导引阶段可以完全靠飞船自主来完成，这样很大程度上减少了地面飞控人员的工作的负担，实际上也是确实是我们技术进步的表现，而且也是一个自信心的表现。因为实际上你把这个控制权交给飞船本身，而不是由地面来控它，这是需要很大的把握和自信才能这么做。

 中国网：已经“落户”太空的天和核心舱是我国空间站的关键舱段。它的“核心”体现在哪些方面？

 杨宇光：注意！即使到了今天为止，我们“天和一号”它的正式名称是试验核心舱。为什么是试验核心舱呢？我们从过去我们国家的载人航天任务一直到天宫二号，我们通过这么多的飞行任务，掌握了天地往返，交会对接，舱外活动这三大载人航天的基本技术。具备建造空间站的条件，但是具备了基本条件，并不意味着你具备了所有的条件，其实还是有很多的关键技术，你过去没有摸过，没有做过，需要在轨验证的。这就是为什么我们做了这样一个天和一号，就是说它等于是在这个阶段，就是今年是关键技术验证阶段，包括神舟十二号、神舟十三号以及对应的货运飞船来完成这些技术验证。等神舟十三号任务结束以后，等于是评估所有的工作都是正常的，设计是合理的，所有系统都经过考核，才能正式把它改名为空间站的核心舱。

 它的核心作用体现在哪里？第一，它是整个空间站的管理中枢。就是说包括我们的两次太空行走，我们看出舱活动的时候，你注意到核心舱大柱段和小柱段之间有六个球形叫控制力矩陀螺，它是可更换的。这个控制力矩陀螺是一种姿态控制的设备，就是控制整个空间站的姿态，在天上朝哪个方向，这个就是非常重要。我们整个组合体的管理，或者我们将来一旦建成T字型的三舱组成的空间站以后，就整个组合体的管理是由天和核心舱来负责的，它的姿态，包括它的整个轨道都是由核心舱来控制的，我们空间站等于是它可以进行轨道控制。    

第二，它是我们航天员的座舱。等于是我们（航天员）居住的地方，我们看小柱段三个卧室和一个卫生间，航天员的生活主要在这里面进行的。

第三点体现在核心舱的节点舱上面。应当说目前世界上空间站已经经历过四代，第三代是俄罗斯和前苏联的和平号空间站。我们空间站的设计它类似于三代的和平号空间站的设计，但是它整体的技术水平达到了第四代，也就是国际空间站的技术水平。它的设计前方有个节点舱，节点舱的左右两方有两个各有一个靠泊口，未来的问天号试验舱和梦天号试验舱就可以永久地联结在靠泊口上，成为整个空间站的一部分。所以它必须由空间站来完成连接的作用，这是体现在核心舱的部分，而且它还有三个对接口，那就意味着我可以有两艘飞船，比如说像现在是两艘货运飞船，也可以是两艘载人飞船。（将来）在乘组轮换期间是两艘载人飞船对到空间站上，还有一艘货运飞船。确实我们的天和起到了中枢的作用，它确实是太重要了。

 中国网：有网友把核心舱比喻成树干。据说天和核心舱里有一些“黑科技”，请您跟我们网友也介绍一下。

 杨宇光：应当说有很多“黑科技”了。比如说我们的环控生保系统，应当说神舟十二号乘组上天，它的非常重要的一项主要任务就是验证我们长期驻留和环控生保技术。现在是你要长期的在轨飞行，你每天消耗的量乘以时间那是非常可观的数，而且还有一点，我们建设空间站是为了进行科学研究，虽然我说每年都可以把这些生活用品送到空间站，但是我们希望把更多的资源留给科学实验仪器，科学实验设备，那么这样的话，它才能体现它的效率。但是这种情况下就要求你的资源能够回收利用。就是包括我们的水处理系统，航天员每天蒸发的汗液，还有整个空间站里水蒸气，都可以通过我们的冷凝水系统把它冷凝成液态的水。

 可能你会有印象，当聂海胜指令长打开天和核心舱舱门的时候，地面给了他一道指令“打开电解水制氧设备”，也就是说我们不用携带氧气，我们靠水电解，就可以制造航天员呼吸的氧气，而且水电解以后是生成氧气和氢气，氢气也不浪费，可以用它来再进一步还原我们搜集起来的二氧化碳，从二氧化碳进一步又一次提取一次氧气。我们现在通过这次飞行，我们这个水的回收率可以达到80%，所以它的利用率非常高了，这样的话我们很多补给的资源就可以节省下来，留给我们科学试验的载荷。这是一方面的“黑科技”。

 再有一个“黑科技”，就是我们的气闸舱的技术。我们现在就是整个空间站的配置，未来的主气闸舱在问天号舱，那个主气闸舱很大，可以提供非常强有力的出舱活动的支持。但是我们的节点舱现在效率比较大，不但它本身是节点舱，连接各个试验舱和飞船，它本身还可以作为气闸舱来使用。所以我们气闸舱或者我们节点舱，它前后有两道舱门，第二道舱门科技人员把它设计成双向承压舱门，既可以承受来自这边的压力，也可以承受来自那边的压力，这样的话它可以抽成真空的状态。这次两次出舱，都是通过节点舱来作为气闸舱来使用。

 当然这里面牵扯到另外一个“黑科技”，就是我们的第二代的飞天航天服。我们的第一代航天服其实在神舟七号任务中只出舱了不到20分钟。这一次实打实的，按照设计的出舱时限是8、9个小时，我们这次出了6、7个小时，对它进行了充分的验证。

还有一个是我们的机械臂。我们这次上天是一个大臂，长度是10米，未来的问天号舱还会带上去一个5米的小臂，这两个机械臂就像变形金刚一样，它可以像蠕虫一样，在适配点之间轮流两个端部来回替换移动，而且两个还可以组合在一起，成为15米长的大臂。而这个机臂是非常强壮的，它能够挪用25吨的物体，所以说将来如果说我们的试验舱从前方的对接口要转到侧方，转位转到侧方靠泊口，它的主手段是使用转位机构。如果转位机构出问题的话，我还可以靠机械臂来辅助转过去。这次天舟二号就要验证这个任务，天舟二号目前位于前方的对接口了，它就要靠机械臂给它挪到侧方的靠泊口。这个机械臂功能是非常强大的，也是我们航天员的一个非常重要的工具，我们可以看到在我们的这个空间站的内部，大柱段有几个主控的显控屏幕，下方就是航天员的机械臂的操控台，航天员可以在舱内根据监视相机看到状态去精准地操作机械臂，可以进行非常复杂，非常精准的操作。这也是我们很大一方面的黑科技。

再有其实从刘伯明的舷窗我们看到了，目前使用的是柔性的太阳能帆板，别看个头展开了那么大，但是它非常薄，发电效率非常高。这举不胜举，我们应用了很多的先进技术，尽管规模远远小于国际空间站，甚至比和平号空间站还要小，但是我们可以做的科研活动和它能够为科学实验提供的保障能力，不逊于世界先进水平。

 中国网：个头小，但能量不一定小。

 杨宇光：对。

国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光就神舟十二号及中国空间站建造有关情况接受采访。  中国网杨楠 摄影

中国网：据了解，中国空间站设计在轨飞行10年，具备延寿到15年的能力。如果按照在轨不小于15年使用寿命的要求，未来需要采取哪些措施来保证长期在轨稳定运行呢？

杨宇光：其实要提高航天器正常的在轨寿命，第一步是它的设计。举个例子，我们很多的活动部件它是有磨损的，它是有疲劳的，你在一开始设计的时候，它的疲劳最后失效的时间，你就按照十年或者十五年去设计，保证它是可靠的。

除此之外还有一些重要的工作，就是要具备更换的能力。包括刚才提到了这六个控制力矩陀螺，因为它太重要了，它是控制姿态的，你姿态不对的话整个都乱套了，所以它要具备更换的能力。

最后一点是我们要具备维修的能力。而这个维修的能力其实主要是怎么保障的？第一，从设计上就要让这个东西具有可维修性。第二，要有维修操作本身的能力。其实到了一个空间站运行的后期，它维修的工作量会增加很多，无论是舱内设备的维修和更换，还是舱外设备的维修和更换，这个工作量都是大的。所以，你要从设计上和实施能力上都去保证有这种维修的可能性。这其实是需要做非常多的工作的，只有这样通过刚才我们采取的这些措施，我们才能够有可能保证将来能够在轨运行这么长的时间。

我们也期待我们的空间站能够大大的超期服役，这样能够有更高的科研方面的回报。

中国网：此次“太空出差”中，三名航天员进行了两次出舱活动，顺利完成了既定任务。本次执行的出舱任务为未来的出舱工作奠定了哪些基础？未来的出舱活动还会有哪些丰富和扩展？

杨宇光：应当说出舱活动，刚才我们已经提到了，它是保证空间站的建造、运行、维护和科研活动的一个非常重要的手段和解决方案，太重要了。所以，其实本质上来讲，神舟十二号乘组的这两次出舱活动，更多的是一个技术验证的角色。所以，我们注意到这两次都进行了航天员乘组的依靠机械臂的辅助的大范围转移和从空间站表面通过爬行的大范围的位置转移，这两件事都做了。因为这两种手段都需要都必要。那就等于我一定要经过多次的实践，去验证它中间有什么样的问题，包括等于是从我们目前新闻上来看，两次的机械臂辅助转移，事先的路径，机械臂怎么运动，这个路径都经过了详细的、精密的规划，而在实施过程中，舱内值守的第三位宇航员也对整个过程进行精密的监控，一旦发现任何问题他可以紧急叫停，站在机械臂上的这位航天员也可以有叫停机械臂的能力。这些都是我们采取的各方面的正常和非正常的这种安全措施，将来尤其是你要安装一些大型的设备，有机械臂的辅助还是非常重要的。

包括我们第一次出舱，汤洪波验证了一个紧急返回座舱的能力。紧急情况是有可能发生的，在这种情况下你要具备快速的赶紧回到其他舱的能力，自救或者等待你的同伴来救你，这个必须平时经过这种演练，这方面我们也是需要积累很多经验的。这都是应对未来所可能遇到的所有的情况进行的操作。

还有其实也进行了很多有用的操作，比如两次我们都分别抬升了一台全景相机。因为我们知道天和一号核心舱，它已经是使用我们国家最为巨大的“胖五”系列长五B火箭发射入轨的，这是我们国家最大的整流罩，但是即便如此它的尺寸还是受限制的。所以，在里面就是我们装了多台的监视用的全景相机，但是它的位置不能安得太高，安得太高就突了那个整流罩的包了，就发射不上去了，而且发射过程中其实也有很多震动，所以必须有安全间隙的。

安装设备是未来无论是维修还是科研活动的一个非常重要的一个方面，因为我们知道这些设备本身是在舱外工作的，它面临舱外复杂的环境，包括你可以注意到这些相机本身都是有热包覆的，保证它的热控在极高温极低温下都可以正常的工作。它还有电路的连接，所以你注意到他出舱的活动，安装好了以后一定要再试一下舱内看这个全景相机传过来的图像没有问题了才算可以。安装设备本身就比较复杂。

第二次（出舱），我们到了空间站的远端去安装一个扩展泵组就更有档次了。因为第一次只是安装一个电子设备，第二次它里面还有流体回路。因为我们知道空间站，就是您刚才问的问题，要保证能够在轨十五年，我们很多系统设计是有专业上称之为冗余的设计，比如说这个空间站在真空条件下，面临太阳晒到的是极高温，太阳不晒到的是极低温，怎么办？本身舱壁内要有一个流体回路，液体的这个冷却液，等于是拉平不同地方的温度。那么这个液体就跟我们的血液一样，它需要有一个驱动源来驱动它流动的，就像人的心脏一样的，就是各种泵。我们其实在舱内已经有多个泵，但是我们在舱外再安装一个扩展的泵，而且把这个流体回路给它链接进去，这样就意味着如果有一个或两个泵坏了没关系，不影响到空间站的运行。所以，这些备份的手段，那么就是说装上去以后也是提高它的可靠性的，那这次安装泵的操作除了有电路的连接以外，还有液路的连接，比过去更为复杂了。

确实像您所问的一样，我们可以期待在神舟十三号任务中，因为时间更长了，它会有更为复杂的这个舱外活动进行操作，进一步夯实我们在舱外活动上的基础，来追赶国际的先进水平。

中国网：中国载人航天空间站阶段的首飞完美收官。希望中国的航天事业能够脚步更加的铿锵。感谢您今天做客我们的节目。

杨宇光：谢谢！

（本期人员：编导/主持：裴希婷；图片：杨楠；主编：郑海滨）