航天員長期駐留空間站，物資供給必不可少。若在軌時長超過3個月，僅靠地面補(bǔ)給已不能滿足任務(wù)需要。因而，為航天員提供環(huán)境控制、生命保障和應(yīng)急保障等功能的空間站環(huán)控生保技術(shù)從非再生走向再生，成為實(shí)現(xiàn)空間站在軌長期運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)。

電解制氧子系統(tǒng)、二氧化碳去除子系統(tǒng)、微量有害氣體去除子系統(tǒng)、尿處理子系統(tǒng)、水處理子系統(tǒng)……2020年3月底，這5個子系統(tǒng)終于完成正樣產(chǎn)品交付，中國航天員科研訓(xùn)練中心航天環(huán)控生保室在整個研制階段，共攻克15項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)和11個技術(shù)難點(diǎn)。

從技術(shù)突破走向工程實(shí)現(xiàn)，這意味著環(huán)控生保再生系統(tǒng)有了質(zhì)的飛躍、長期在軌駐留有了關(guān)鍵技術(shù)保障。

用沖刺的速度長跑

2020年初，新冠肺炎疫情來勢洶洶。但就在此之前沒多久，環(huán)控生保再生團(tuán)隊(duì)接到通知：要在短期內(nèi)完成產(chǎn)品正樣交付任務(wù)。而且，這次任務(wù)的交付方式首次由以前的單個產(chǎn)品交付改為子系統(tǒng)整體交付，這就意味著以前交付后的系列真實(shí)功能性能測試工作如今都要在交付前完成。

時間緊、任務(wù)重，團(tuán)隊(duì)一直加班到除夕前，春節(jié)僅休息了3天，就又火速投入到工作中。

水處理子系統(tǒng)總裝集成負(fù)責(zé)人熊濤加入團(tuán)隊(duì)后，經(jīng)過兩年歷練就挑起大梁，擔(dān)任負(fù)責(zé)人。微量有害氣體去除子系統(tǒng)負(fù)責(zé)人周國棟是個90后，25歲就成為最年輕的子系統(tǒng)負(fù)責(zé)人。二氧化碳去除子系統(tǒng)負(fù)責(zé)人張勇平在正樣產(chǎn)品交付任務(wù)中連續(xù)工作一個月，完成主體工作后，因身體原因不得不暫停工作。隨后，剛?cè)肼殯]多久的該系統(tǒng)總裝集成負(fù)責(zé)人白攀峰，在總體負(fù)責(zé)人楊潤澤的幫帶下，及時頂上空缺，完成后續(xù)任務(wù)。

“我們團(tuán)隊(duì)的工作狀態(tài)，好比是用沖刺的速度進(jìn)行長跑?！焙教飙h(huán)控生保室主任卞強(qiáng)說。

攻克一個個難關(guān)

在以往的載人飛行任務(wù)中，環(huán)控生保使用的是非再生技術(shù)，也就是航天員在太空生存所需的氧氣和水都從地面攜帶。如今，環(huán)控生保技術(shù)要從非再生走向再生，尚無先例可循。據(jù)介紹，這一技術(shù)也是世界難題。

經(jīng)過兩年初樣研制的探索，楊潤澤用兩個月時間寫了一套再生綜合性能測試方案，后經(jīng)過集體討論，又反復(fù)改了不下10遍，終于確定了工作項(xiàng)目流程和進(jìn)度，最終的方案內(nèi)容詳盡精細(xì)，囊括各大系統(tǒng)每天的工作流程。

進(jìn)入具體研制階段，難題也是一個接一個。水氣分離問題就是不少系統(tǒng)研發(fā)過程中都要面對的難題。

“這主要是因?yàn)樵谖⒅亓l件下，水氣處于混合狀態(tài)?！彪娊庵蒲鯃F(tuán)隊(duì)相關(guān)負(fù)責(zé)人解釋，所以，要在太空中進(jìn)行電解制氧，也就是將水電解成氧氣和氫氣后，還需要通過膜分離技術(shù)將氣體與液體分離。

合適的膜材料并不好找。據(jù)介紹，電解制氧團(tuán)隊(duì)反復(fù)調(diào)研試驗(yàn)，但最開始研制出的膜材料重量和壽命卻仍不符合指標(biāo)要求。后來，他們又走訪請教了行業(yè)內(nèi)資深專家，創(chuàng)新性地設(shè)計(jì)了新型膜結(jié)構(gòu)，可新結(jié)構(gòu)又出現(xiàn)了滋生微生物、膜孔堵塞等問題。最終，團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持不懈用了9年時間，終于將難題逐一突破，最終研制出的膜材料壽命比最初的膜材料提升了10倍，重量下降到了最初膜材料的1/4。

如今，在空間站天和核心艙內(nèi)，再生生保技術(shù)首次運(yùn)用，大大降低了物資補(bǔ)給成本。比如，由電解水產(chǎn)生氧氣，解決航天員呼吸問題。

經(jīng)過多年攻關(guān)，整個再生生保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了氧氣資源100%再生，水資源80%再生。據(jù)介紹，有了完整的再生系統(tǒng)，發(fā)射重量大大減少，運(yùn)營補(bǔ)給成本降低了70%，每年節(jié)省上行物資6噸多。

不帶任何隱患上天

要攻克難關(guān)，更要杜絕隱患。

據(jù)介紹，為了保證安全，團(tuán)隊(duì)工作人員不僅要在各階段全方位排查故障，還要經(jīng)過高強(qiáng)度、多批次試驗(yàn)，讓隱患暴露出來，讓產(chǎn)品不帶任何隱患上天。

水處理子系統(tǒng)產(chǎn)品正樣交付前，噪聲試驗(yàn)時，柱塞泵的出口軟管突然爆裂。在場的人都覺得匪夷所思：明明有安全閥，爆裂是怎么回事？大家連夜討論，研究圖紙、查看流程，最后發(fā)現(xiàn)原來是受結(jié)構(gòu)限制，軟管長度縮減，導(dǎo)致液體儲存空間減少、壓力變大，引起軟管爆裂。

這些年，類似的情況還有不少，航天環(huán)控生保室的研究人員已經(jīng)習(xí)慣了不斷地排除一個個故障、解決一個個難題。

如今，再生系統(tǒng)在空間站順利運(yùn)行，但這個團(tuán)隊(duì)的任務(wù)還沒結(jié)束。接下來，他們還要密切監(jiān)視產(chǎn)品在軌運(yùn)行狀態(tài)，保障航天員在軌生命安全。

“從受領(lǐng)任務(wù)那天起，大家就揪著一顆心，或許要到再生系統(tǒng)進(jìn)入空間站穩(wěn)定運(yùn)行15年后，這顆懸著的心才能放下?！睆堄缕缴钣懈杏|地說。