“中國(guó)空間站在功能、應(yīng)用效益、建造技術(shù)、物資補(bǔ)給等重要指標(biāo)方面，將可全面超越和平號(hào)空間站，達(dá)到或接近國(guó)際空間站水平；在信息技術(shù)、能源技術(shù)、動(dòng)力技術(shù)和運(yùn)營(yíng)效費(fèi)比方面，我們將超越國(guó)際空間站水平。”中國(guó)載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平院士在第四屆中國(guó)人因工程高峰論壇上透露。
同時(shí)，論壇主席陳善廣指出：“在人因工程學(xué)科支持之下，中國(guó)空間站定將為中國(guó)航天員和世界航天員提供一個(gè)溫馨的太空之家，并且作出中國(guó)人原創(chuàng)性的成果。”
雖然人因工程對(duì)大眾來說是個(gè)陌生的科學(xué)領(lǐng)域，但召開了4次的人因工程大會(huì)，每次都會(huì)釋放重磅信號(hào)，以及讓人回味的消息。
人們對(duì)即將到來的2020年，充滿了無限暢想——空間站時(shí)代即將到來，航天大年來了！
航天員在天上會(huì)喝自己的尿嗎
再生生保系統(tǒng)是長(zhǎng)期駐留的標(biāo)志
“尿在地面可能是一種廢物，但是在天上是一種資源。”空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師吳志強(qiáng)在之前說了很多高深術(shù)語，當(dāng)說出這句話的時(shí)候，外行們?yōu)橹徽?mdash;—航天員在天上會(huì)喝自己的尿嗎？
古人說“不垢不凈”，隨著科技發(fā)展，看來顛覆我們“三觀”的時(shí)刻到了。
從神舟五號(hào)楊利偉上天開始，中國(guó)進(jìn)入載人航天時(shí)代，有了第一代生命保障系統(tǒng)支撐。后來的神舟每上天一次，都會(huì)在人的保障方面上一個(gè)臺(tái)階，到上次的神十一，景海鵬、陳冬在太空巡游33天，向全國(guó)人民展示了他們太空飲茶太空健身的時(shí)尚生活。
下一步，中國(guó)進(jìn)入空間站階段了，會(huì)有什么不同呢？
航天員要在空間站駐留長(zhǎng)達(dá)180天！像前幾次那樣，光靠把吃吃喝喝的東西和氧氣都帶上去，不行了。雖然我們有配套的貨運(yùn)飛船保障，可發(fā)射一次成本代價(jià)太高，生命保障系統(tǒng)必須升級(jí)了——物理化學(xué)再生生保系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。
“機(jī)器要為人服務(wù)。”陳善廣經(jīng)常強(qiáng)調(diào)的這句話相信是我們共有的信念，而事實(shí)上這百年來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類對(duì)機(jī)器的依賴和崇拜越來越強(qiáng)烈，漸漸忘卻了自己的初心。
不能否認(rèn)的是，創(chuàng)造機(jī)器的人確實(shí)偉大，機(jī)器也確實(shí)偉大。比如現(xiàn)在的嫦娥一號(hào)到嫦娥四號(hào)在替中國(guó)人探索月球，明年的火星探測(cè)車，將替我們到那個(gè)寄托多少代人想象的地方一探究竟。機(jī)器一直在替我們開疆拓土。
但機(jī)器永遠(yuǎn)替代不了人。人有不確定性，同時(shí)人也是不可替代的因素。人親身面對(duì)新鮮事物和復(fù)雜問題的時(shí)候，產(chǎn)生的情感、通聯(lián)思考與綜合決策能力是機(jī)器無法企及的，對(duì)科學(xué)推動(dòng)力是最偉大的。
人因工程高峰論壇連續(xù)舉辦4年，在不同的4個(gè)城市，每次都匯聚大量的老院士、老科學(xué)家，上將、中將，總師、副總師，男女航天員。最近盛名之下的新晉院士王堅(jiān)、毛明都多次與會(huì)。
為什么那么多著名科學(xué)家、大國(guó)重器的設(shè)計(jì)者都如此看重人因工程？
也許，隨著中國(guó)空間站向全世界的航天員、科學(xué)家打開大門，人因工程也會(huì)揭開神秘面紗，真正讓大眾理解。航天科研產(chǎn)生的原始研究成果會(huì)越來越多地服務(wù)我們的生活。
面向長(zhǎng)期航天飛行的物化再生生保系統(tǒng)如何可靠高效運(yùn)行，隨著太空站的建設(shè)成為詮釋人因工程最好的例子。
再生生保是航天員從短期飛行到實(shí)施長(zhǎng)期在軌駐留的關(guān)鍵性標(biāo)志系統(tǒng)。
這套環(huán)境控制與生命保障系統(tǒng)，不僅收集轉(zhuǎn)化人在系統(tǒng)里的汗液、尿液，而且以建立人的生存環(huán)境為目標(biāo)，保障人高效而舒適地工作。也就是說，這套系統(tǒng)的創(chuàng)造設(shè)計(jì)實(shí)踐全部都是圍繞著人打轉(zhuǎn)，服務(wù)于人在密閉航天器中吃喝拉撒睡和干活兒。
“再生生保技術(shù)非常復(fù)雜，被稱為世界性難題。從美國(guó)、俄羅斯研制的過程可以看出，技術(shù)難度非常大，投入也非常大。”吳志強(qiáng)介紹，美國(guó)空間站上的一套水處理系統(tǒng)，研制費(fèi)用兩億美元。國(guó)際空間站搭建了10多年，再生生保系統(tǒng)真正只用了五六年。
為什么美俄在這套系統(tǒng)上那么舍得投錢？
因?yàn)閾?jù)他們計(jì)算，1公斤的物質(zhì)運(yùn)到國(guó)際空間站軌道要花4-5萬美元，1克水基本上與黃金的價(jià)值相當(dāng)。“當(dāng)然這只是水，還需要盛水的容器，加在一起，經(jīng)濟(jì)代價(jià)就更大了”。而人一天所需水一般在兩公斤以上，這些水要夠3到6名航天員6個(gè)月到一年多的用度，可以說是源源不斷地?zé)X。
國(guó)際空間站已經(jīng)花了1000多億美元了，中國(guó)怎么把空間站的設(shè)計(jì)、管理做得更好，以更少的代價(jià)來實(shí)現(xiàn)科學(xué)的追求、技術(shù)的追求，對(duì)我們是一個(gè)挑戰(zhàn)，只有做到這一點(diǎn)，我們才能是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的方式。
這就是吳志強(qiáng)們的任務(wù)。中國(guó)人向來腦洞大開。
