眼下，天宫二号空间实验室正在太空中期待着与神舟十一号载人飞船的交会对接，然后将有两名航天员在这里驻留长达30天，创造我国载人飞行时间的新纪录。在这30天的失重环境里，如何让中国航天员有良好的生活和工作状态？专家们为此可是做了不少精心设计和准备呢。

　　高智能

　　各类“神器”武装“太空之家”

　　“我们力争将天宫二号和神舟十一号打造成五星级 太空之家 ，让航天员安全、高效、愉悦地工作和生活。”天宫二号总研制单位——航天科技集团第五研究院（以下称五院）院长张洪太说。

　　事实上，天宫二号最初只是我国首个目标飞行器天宫一号的备份产品。在天宫一号发射时，天宫二号已经设计研制出来了，但随着天宫一号任务的圆满成功，天宫二号被赋予了开展航天员中期驻留、在轨维修技术试验等新使命。所以，科研人员对其进行了全面的改装和升级，不仅解决了天宫一号在轨运行过程中暴露出的产品设计瑕疵，更极尽所能、集智攻关，用各类“神器”武装“太空之家”，在很大程度上提升了它的性能和智能化程度。

　　技术人员为天宫二号配备了智能化“大脑”。控制计算机系统可以自主进行航天器飞行轨道、姿态调整，运行状态的智能化诊断，以及遥测下传和遥控指令的执行。我国自主研发的SpaceOS2系统可以实现“一心多用”，能同时管理运行几十个任务，并具备从3台互为备份的计算机中发现错误、下达正确指令的“三机容错”功能，实现计算机在故障时的无缝切换。

　　为了搭建航天员与天宫二号之间的智能化沟通桥梁，技术人员研制出仪表控制器应用系统。它整合了十多个分系统的数据，能把复杂、晦涩的专业数据浓缩成52组画面，实现海量信息的图形、文字、动画智能显示，为航天员提供清晰直观的界面。

　　科幻电影里，技术人员像插拔U盘一样更换部件，就能让故障设备恢复正常。这样的场景在天宫二号也能上演。技术人员对天宫二号供配电、热控、数据管理等系统实现了高度集成化模块设计，打造出可快速更换的模块单元，在我国航天器上首次采用“插拔式”结构设计，只需用几分钟就能完成维修更换。

　　航天器在太空中也会受稀薄大气影响，导致轨道高度逐渐下降，需要尽可能多带推进剂以维持轨道。天宫二号则无需担心“粮草不足”。凭借我国首次应用的推进剂在轨补加技术，它可以一边飞行一边“加油”，极大地提高在轨运行时间。正因如此，天宫二号发射时只加了“半箱油”，省出的重量可以携带更多载荷和物资。

　　精装修

　　动感单车、私密通话设备俱全

　　在远离地球393公里的冷寂太空执行长达30天的飞行任务，不仅是对我国空间保障能力的严峻挑战，也是对航天员生理和精神的双重考验。这就要求在这个“太空之家”里，健康、娱乐的设施一个也不能“落下”。所以，在天宫与神舟的组合体中，划分了工作、生活、试验、睡眠、娱乐、垃圾存放等区域。用五院天宫二号总设计师朱枞鹏的话来说，与天宫一号的“简单装修”不同，由天宫二号和神舟十一号所组成的“太空之家”是“精装修”。

　　在天宫二号中，航天员工作和生活的空间大约有15立方米。占地较大的是供航天员锻炼身体用的“跑台”以及工作用的“多功能平台”。这两者采用了折叠方式进行收纳，以最大程度节省空间。

　　除了跑步机、“动感单车”，天宫二号中还为航天员量身打造了一种“健身神器”——骨丢失对抗仪，也叫“对抗骨质疏松的仪器”。五院天宫二号空间实验室飞船工程师张雅彬介绍，航天员长期生活在有重力的地面环境里，一旦进入失重环境，身体会发生各种变化，产生诸多不适应，这些变化被称为失重生理效应。为保障航天员的生理健康，健身器材十分必要。而骨丢失对抗仪则可以通过敲打人体小腿部位相应穴位，刺激骨骼、改善血液循环，保障骨骼健康。

　　为了让航天员生活有张有弛，设计师们还在天地通话、视频、电子邮件方面巧花心思。天宫二号中，借助天地链路，航天员能与地面视频互动，可以在轨阅读电子书，甚至还能收看新闻和比赛的直播。在睡眠区里还专门增加了“云插座”，可供航天员与家人进行私密通话。

　　更宜居

　　以人为本，空气质量、噪音问题都解决了

　　如何长时间提供适合人生活的环境？如何长时间提供舒适的温度、颜色？为了让航天员们的生活更加舒适，为其长期在轨驻留提供有力保障，技术人员将“载人宜居环境设计”作为一项专项工作，从生活辅助设施到内部装饰材料、照明设备、空气环境等诸多细节，都一一考虑到了，可谓体贴入微。

　　朱枞鹏告诉记者，天宫二号所携带的热控系统，可将密封舱的空气温度控制在22 —24 、相对湿度控制在45％—55％这一人体最舒适的环境。

　　事实上，要做到这一点并不容易。要知道，“天宫牌”的空调并不完全等同于家用空调。家用空调一般要实现20平方米房间的制冷，空调功率一般约1200瓦。而在外太空，电资源是非常宝贵的，按照五院总体部专家的说法，在太空使用1200瓦功率的东西显得过于奢侈。更何况，在载人航天器中，为航天员提供舒适的温湿度环境的热控分系统，同时还必须要保证仪器设备和结构的温度。

　　对此，技术人员的对策是让“天宫牌”的空调直接利用外太空的冷背景以及单相流体回路的热量收集和传递功能，将密封舱内的仪器设备产热、化学产热和航天员产热共计几千瓦的热量，通过辐射器排散到外太空。这就使得其整个空调系统的功率仅有220瓦左右。

　　另一个称得上“体贴入微”的设计要属颜色了。科研人员为天宫二号漆上了不同的颜色，四周的墙面选择了明亮的米白色，底部选择了深灰色，工作台等面板采用了天蓝色。这一多层次的颜色划分，有望带给航天员一种清爽的感觉。

　　值得一提的是，这种漆可不一般，是特质的“航天漆”，其首要技术指标就是“环保”，不能含有任何有毒有害成分。毕竟，在太空环境中，没有了重力、气压的束缚，物质的挥发速度是在地面上的数倍。一旦密闭的舱体内使用的涂料含有有毒物质，那将直接危害到航天员的健康。

　　朱枞鹏还透露，为保障航天员在太空的空气质量，五院的科研人员专门研制了环控检测装置，它可以同时完成“太空之家”内二氧化碳、乙醛等20多种气体及有害微生物的浓度监测，一旦有害物质含量超过预警值时，就会立即报警并指示航天员按照预定方法进行处理，以保证航天员的生命安全。

　　噪音问题也是必须要考虑的。工作舱内一些设备需要日夜不停地工作，会发出各种噪声，这对航天员来说堪称一种折磨。五院天宫二号空间实验室飞船工程师尚明友说，为最大限度地减轻噪声对航天员的影响，该院制定出严格的生活区和仪器区噪声控制指标，并采取设备分区安装、增设吸能装置、优化消声装置等方法，把航天员工作区和生活区的噪音控制在了50分贝这一适宜的程度。

　　为了避免夜间天宫二号飞行进出测控区时的语音通报影响航天员睡眠，科研人员还特意增加了“禁止功能”——航天员可以根据需要自行决定是否屏蔽测控区的语音通报。

　　在太空，航天员处于失重状态，行动时，往往都需要借助踩踏内部结构的反作用力，但在天宫一号时代，航天员踩踏时，总有一种脚下软质内饰“一踩一个坑”的不便。如今一种轻量化的硬件材料解决了这一问题。

　　此外，科研人员在天宫二号的多个区域还增加不少硬质扶手，并引入了驻留腰带、头戴式无线蓝牙耳麦等设计，以解放航天员的双手，这样他们就可以去做更多的事情了。