在轨驻留，长期驻留外太空的空间活动技术

技术简介

在轨驻留是指航天员借由航天器（航天飞船、空间站等）实现的在外太空轨道上的驻留活动。在轨驻留技术主要作用为保护航天员免受外太空环境所带来的不良影响。

自1992年9月21日我国载人航天工程正式启动以来，在轨驻留技术获得了长足的发展和进步。

2013年6月发射的神舟十号飞船，聂海胜、张晓光、王亚平三名航天员实现了在轨驻留15天。

2016年10月17日发射的设州十一号飞船，在于天宫二号空间站对接后，景海鹏、陈冬两位航天员将在轨驻留30天。

随着我国长期在人大型空间站工程的持续推进，在轨驻留技术将发挥越来越大的作用。

技术内容

航天员长期在轨驻留保障技术，是建造空间站需要突破的关键技术。航天员在空间站上长期生活和工作，主要面临空间恶劣环境威胁、长期飞行的健康风险、日常生活保障、工作绩效保障等问题，这些问题均需要深入研究和解决，才能保障航天员在空间站上长期驻留。

在轨驻留技术主要从环境安全、营养与食品、失重生理效应防护、医监医保、心理健康维护、日常生活、工作绩效等几个方面为航天员在轨长期驻留提供保障。目标是保证航天员安全、健康和有效工作。

技术风险

宇航员长期在轨驻留主要受到环境风险和健康风险的影响

主要环境风险

航天员飞行中会受到多种环境因素的作用，微重力、辐射、快速昼夜交替、舱内气体污染、振动、声环境等，均会对人体产生不利影响，引起一系列的生理、心理乃至病理变化，需要采取一系列措施加以防护。面向空间站长期驻留，需要特别关注那些有累积效应的环境因素带来的风险。

气体污染物超标风险

长期飞行，气体毒性污染物慢性低浓度暴露和应急工况下高浓度暴露的危险始终存在。国外50 多年的航天实践中舱内空气化学污染事件时有发生。气体污染物有三个主要来源: 舱内非金属材料缓释与事故性热解、人体代谢产物、突发事件的污染物泄漏等。

水质污染风险

空间站主要使用再生水作为饮用水，由冷凝水、尿液经过再生净化而来。饮用水再生处理过程中，可能受到大气污染物、净化设备内部物质脱出、人体汗液有机组分及添加剂等污染; 长期使用和存储环节还可能存在微生物滋生污染，从而可能导致航天员胃肠炎、中毒性疾病等风险。

空间电离辐射风险

外层空间辐射一直是威胁载人航天安全的重要物理因素，一直受到高度关注，在NASA发布的航天生物医学发展路线图中，被列为5大领域之一，在探月及登火星等任务中，更是被列为一级风险因素。空间辐射生物效应主要有急性效应和后效应。其中重点关注后效应，主要包括: 致癌风险、中枢神经系统损伤、白内障、心血管和消化系统疾病等。国际上规定: 航天员职业生涯中，辐射累计致癌风险不得超过3%。

主要健康风险

长期在轨飞行，航天员始终处于失重、狭小密闭环境，工作繁重、生活简单重复，昼夜节律改变，导致航天员健康风险增加。国外飞行任务曾发生过因航天员健康问题提前返回的事件。NASA载人航天和星际探索路线图中，始终把人的健康风险与对抗措施研究放在最重要位置。

从宏观层面看，长期在轨驻留时，航天员的健康风险主要包括：营养不良、生理功能下降、临床疾病和心理问题。

技术运用

2013年6月11日17时38分，神舟十号载人飞船和长征二号F运载火箭组合体在酒泉卫星发射中心发射。飞船上的聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员，在太空在轨驻留工作生活15天后，于26日早上8时087分顺利在内蒙古中西部四子王旗境内的阿木古朗草原预定着陆场着陆。航天员聂海胜、张晓光、王亚平顺利出舱，身体状况良好。

2016年10月17日7时30分发射的神舟十一号飞船将搭乘2名航天员，与天宫二号对接。天宫二号空间实验室主要有三方面任务：一是接受航天员的中期驻留返回。天宫二号将搭载两名男航天员在轨驻留30天。二是突破和掌握货运飞船交会对接以及推进剂补加等技术。三是为系统开展空间科学实验提供更强的载荷支持能力。

就航天员而言，要在这狭小的空间内待30天，在地球上可能不算什么，但是在太空中，航天员面对的除了队员就是看仪器，再或者就是无尽的宇宙。为了让他们能够舒适一些，设计人员对“天宫二号”的居住环境进行了改进和提升，突出以人为本的居住环境，包括色彩、照明、娱乐、健康保障等。另外还有饮食、睡眠等各方面。甚至和地面的通话，舱内通话，无线通话，视频交流等都进行了改进，让航天员感觉更舒适。