“中国空间站将在功能、应用效益、建造技术、物资补给等重要指标上超越和平号空间站，达到或接近国际空间站的水平；我们将在信息技术、能源技术、动力技术和运营成本效益方面超过国际空间站的水平。”中国载人航天工程总设计师周建平院士在第四届中国人因工程高峰论坛上透露。

　　 　　同时，论坛主席陈善广指出:“在人因工程部的支持下，中国空间站一定会为中国航天员和世界航天员提供一个温暖的太空家园，为中国人做出原创性的成就。” 　　虽然人因工程对公众来说是一个陌生的科学领域，但已经举办了四届人因工程大会，每一次都释放出重磅信号和令人难忘的消息。 　　人们对即将到来的2020年充满了无限的想象——空间站时代来了，太空年来了！ 　　宇航员在天上喝自己的尿吗？ 　　再生生命支持系统是长期居住的标志。 　　“尿液在地面上可能是废物，但在天上却是资源。”空间站系统副总设计师吴志强之前说了一大堆***术语。他说这句话的时候，外行人都惊呆了——宇航员会在天上喝自己的尿吗？ 　　古人说“不脏不净”。随着科技的发展，似乎颠覆我们“三观”的时候到了。 　　从神舟五号杨利伟上天开始，中国进入了由***代生命保障系统支持的载人航天时代。后来神舟每上天一次，在人的安全方面都会更上一层楼。到上次神舟XI号，景海鹏和陈东在太空遨游了33天，向全国人民展示了他们在太空喝茶健身的时尚生活。 　　接下来，中国进入空间站阶段。有什么区别？ 　　宇航员将在空间站停留长达180天！和以前一样，只带食物、饮料和氧气是不行的。虽然我们有配套的货船支持，但是一次发射成本太高，必须升级生命保障系统——理化再生生命保障系统应运而生。 　　“机器应该为人服务。”陈善广经常强调的这句话，相信是我们共同的信念，但实际上，随着科技的不断进步，人类已经越来越依赖和崇拜机器，逐渐忘记了自己的初衷。 　　不可否认，创造机器的人真的很伟大，机器也是。比如嫦娥一号到嫦娥四号，现在是为中国人探月，明年的火星车会帮我们找到多少代人的想象力寄托在哪里。机器一直在为我们开拓领地。 　　但是机器永远代替不了人。人是不确定的，同时，人又是不可替代的因素。当人亲自面对新事物和复杂问题时，其情绪、沟通思维和综合决策能力是机器无法企及的，这是科学***大的推动力。 　　人因工程高峰论坛已经连续举办了四年。在四个不同的城市，每次都聚集了一大批老院士、老科学家、将军、中将、总工程师、副总工程师、男女航天员。***近名气很大的新晋院士***建、毛明参加了很多会议。 　　为什么那么多大国的***科学家和设计师那么重视人因工程？ 　　或许，随着中国空间站向全世界的宇航员和科学家敞开大门，人因工程也将揭开面纱，被大众真正了解。太空研究产生的原创研究成果将越来越多的服务于我们的生活。 　　随着空间站的建设，如何可靠、高效地运行长期太空飞行的物化再生式生命保障系统，成为解释人因工程的***佳范例。 　　再生式生命保障是航天员从短期飞行到长期在轨停留的关键标志系统。 　　这种环境控制和生命支持系统不仅收集和转化系统中人的汗液和尿液，而且旨在建立人的生活环境，以确保人们高效和舒适地工作。换句话说，这个系统的创意设计实践，都是围绕着人的，服务于人们在密闭的飞船里吃、喝、睡、工作。 　　“再生寿险技术非常复杂，被称为世界性难题。从美国和俄罗斯的发展过程可以看出，技术难度非常大，投入非常大。”吴志强介绍，美国空间站上一个水处理系统的开发费用是2亿美元。国际空间站建了10多年，再生式生命保障系统真的只用了五六年。 　　为什么美国和俄罗斯这么愿意把钱投在这个系统上？ 　　因为根据他们的计算，将1公斤的物质运送到国际空间站的轨道需要花费4-5万美元，1克的水基本相当于黄金的价值。“当然，这只是水，它也需要盛水的容器。加在一起，经济成本更大。”但是，人***一般需要两公斤以上的水，足够三到六名宇航员度过半年到一年以上的时间。可以说是在不断烧钱。 　　国际空间站已经花费了超过1000亿美元。让空间站的设计和管理做得更好，用更少的成本实现对科技的追求，对中国来说是一个挑战。只有这样做，才能是一条可持续发展的道路。 　　这是吴志强的任务。中国人向来脑洞大开。 　　当宇航员作为系统工程的核心来研究时，他们就变得非常接近普通人。每个人***排泄1.6公斤尿和1.7公斤汗，大便里有水。循环用水是基础。另外，水中含有氧气，也可以通过水电解获得。另外，人在呼吸中产生的二氧化碳量是每天1公斤。这些废弃物要被送回各自的地方，在不同的处理系统中循环利用，***终在太空舱中转化为可利用的资源。未来货运飞船可以搭载基本量，成本大大降低。 　　“中水，从某种意义上来说，是一种在轨道上产生的水。它是从废物中提取的。为了保证人民的生命健康，必须严格符合医疗要求。”《吴志强》中的科普给了大众一个事实，如果我们要进行太空遨游，还需要对改装过的舱内人员的尿液进行再利用。 　　不得不说，人类在仰望浩瀚太空的时候，深深地感觉到它无比浩瀚，没有边界。人类审视自己的时候，单纯的吃喝睡睡，其实是一个极其精准无边界的领域。然而，对自己的研究决定了如果我们离开脚下的土地，我们能走多远。 　　“这个系统***具载人特色，也是区分载人飞船和无人飞船的重要标志。”吴志强的任务在文字上很普通，但在实践上却是多系统交叉学科。 　　可见这个身体的父母自然是在享受自己的身体，却没有意识到这是***伟大的机器，还有无尽的探索空间。 　　这个以前藏在飞船后面的系统，在宇航员即将在太空长期停留，打算去月球和火星的时候，正走进人们的视野。 　　但是，这么贵重的回收设备万一用坏了怎么办？这涉及到一个典型的人为因素问题——空间设备的在轨维护。 　　甚***维护也是人之常情。 　　空间站的寿命不仅仅是建造，更是修复。 　　“中国空间站建成后，我们将利用航天员的操作和机械臂的配合，把这对太阳能电池转移到这个位置，提高太阳能电池的工作效率。这是一个非常复杂的在轨操作。如果中国宇航员做到这一点，我认为我们将达到与国际空间站相同的舱外操作水平。”周建平指着中国空间站的设计给大家讲解。 　　在失重环境下，宇航员出舱，转移和修理设备。美国电影中宇航员在恶劣太空环境下工作的场景历历在目。很多影迷都期待中国进入空间站时代，就是为了看看中国的人能做这么难的工作。周建平描述的场景不仅困难，而且证明了中国宇航员的实力和能力，想想就令人兴奋。 　　周建平用空间站作为例子。当时苏联和平号空间站的设计寿命只有5年。因为一些人的参与，和平号空间站一直持续到1999年。因为俄方运维成本难以承受，所以出轨了。同样，没有现在的国际空间站的积极参与，也不可能维持这种状态。 　　看来太空舱的寿命不仅仅是造出来的，还有修出来的。 　　周建平揭示了这个秘密- 　　这一次，我们的望远镜也将在地球轨道上，有一个华丽的名字，叫做“巡天”。巡天望远镜的视场比哈勃望远镜大300多倍，但分辨率不相上下。它可以和中国空间站在同一轨道飞行。当空间站需要对它进行补给，宇航员需要对它进行维修，或者设备需要升级时，它可以停靠在空间站上，宇航员在进行必要的操作后离开，然后继续在共同轨道上飞行。 　　以前卫星发射失控，损失几亿甚***几十亿，也会变成悬浮在轨道上的太空垃圾。但在未来，飞船中会有机载工程师，他们可以捕获这些卫星进行维护。还有一些卫星已经过期，我们也可以更换维修，增加寿命。 　　众所周知，我们在地上拧一把螺丝刀都像吹掉灰尘一样容易，更别说来自空军的载荷工程师和宇航员了。然而，在舱外宇宙射线和飞石的威胁下，宇航员必须穿着像小型飞船一样坚硬沉重的宇航服，笨拙的手套使得拿东西非常困难。所以天上的维护多是模块化、集成化的。 　　就像小孩子拼乐高一样，哪怕是一根线或者一颗螺丝的问题，都要更换一整块模块，以保证安全和效率。 　　陈善广说，空间站在轨运行将达到10年以上，有包括宇航服、再生式生命保障系统在内的多项设备，通过维护和零部件更换，可以大大延长在轨使用寿命，降低运输成本。如何保证维修质量，提高维修效率，要充分考虑人的能力、空间限制、工具限制等人为因素。 　　短短几句话让大家体会到了未来天宫航天员和载荷工程师的艰巨任务，不仅要承受失重对身体的考验，还要做科学实验；既要从高空观测外层空间，也要从高空观测地球；要去货船上载货，要去舱外维修检修空间站，要发射微小卫星去维修平行对接的巡天望远镜。 　　翟志刚出舱挥舞国旗后，未来的中国航天员将越来越多地走出舱门，为我们的飞行器而努力！ 　　半年前，NASA公布了一个Artemis项目，即2024年美国再次***月球，女性宇航员将完成登月。人们总是把目光聚焦在中国的女英雄***亚平身上。 　　神舟十号飞行时，她作为航天老师，在天宫一号狭小的舱内给中小学生上了一堂科普课。当时视频的打开率达到了10亿次。如果中国不能马上登月，可以肯定的是，天宫里会长期有女航天员在核心舱和实验舱进行科学实验。 　　***亚平的长相体现了中国古典美人的美和女兵的英姿，身材高挑苗条。人们不禁为玉感到可惜:这么苗条的女人，怎么能担得起繁重的保养任务呢？ 　　这就需要人机工程学设计出更适合人体高效工作的辅助设备。 　　据介绍，航天员的生活环境有了很大改善。可以说从过去的一室一厅到三室一厅，它的宜居性更好，舱外服装也有了很大的提升。 　　人的因素设计得越***，人的不适感就越少，也就越接近普通中国人上太空的那***。 　　面对未知 　　人为因素评价浮出水面。 　　航天是一个复杂的巨系统，其中，***让科学家担心的是，当航天器离开我们熟悉的家园地球时，里面的人将如何生存，如何面对险恶和不舒服的生活环境。换句话说，如何才能保证航天员“死后重生”，愉快高效地工作？ 　　人因工程学更多地研究死亡。这是一个基于失败、灾难和教训的主题。 　　"埃塞俄比亚的波音飞机垂直坠落，到达地下20米."刘大响院士前段时间看了波音737MAX***后失控状态的视频，让他“特别难受”。该型飞机在去年年底***今年年初的四个月内两次坠毁，造成346人死亡。一开始波音把责任推到人身上，说是驾驶员操作失误，但“我们没有分析这个问题，所以中国是***个做出停飞决定的”。后来证明，这架飞机的飞行员在***后12分钟上演了一场人机大战。据说有一个系统反复强制机头向下，飞行员又反复拉机头向上，但***后在机器傲慢的指令下，驾驶员无能为力，酿成人间惨剧。 　　“现在所有的领域都完全由机器指挥，这是有风险的。”国内***航空发动机专家表示，波音737MAX更换发动机后没有进行足够的飞行试验，没有进行包括人为因素在内的全面评估，结果令人痛心。 　　陈善广认为，波音事故再次引起业界对人机功能分配的深入思考，主要原因是不重视人的因素评估。事实上，航空航天领域的许多事故都可以归咎于人为失误或机器的防错设计不足。 　　"消除操作失误是我一生的目标."1970年将***颗人造卫星“东方红一号”送入太空的胡这样说。他参与组织了100多次卫星和火箭的发射试验。 　　他记忆犹新的是1982年一颗通信卫星的发射。经过多次模拟飞行，数据显示火箭飞行17秒后发生短路。 　　“检查。把插座打开看看焊接点怎么样，翻了***一夜也没发现问题。”大家哪都去不了，都在等，他感觉压力很大。***后发现插座里有一个焊料颗粒在滚来滚去。回去一看，是上海的一个女检查人员怀孕了，“心情不好，错过了检查。” 　　今天说到航天，万无一失，都是从胜利走向胜利。事实上，在胡的记忆中，有过一段惨淡的时光。当时中国刚刚开始帮助外国发射商业卫星，因为插头问题和粗心大意的问题而失败。“当朱镕基担任副总理时，他参观了我们的基地，并问，胡司令，你能打三颗卫星并扔下一颗吗？你现在上上下下，我们心里受不了。” 　　“插头和插座往往是一个简单的问题，但简单问题的结果是很沉重的。可以说，一颗螺丝钉链接着航天工业，一颗小纽扣维护着民族尊严。”胡向与会的人因专家呼吁，问人因专家能否给出一个减少人因失误、确保成功的措施和方法。 　　陈善广指出，消除人的失误，确保安全，一直是从事复杂系统和工程项目的各级指挥员和工程师追求的目标，人因工程为此提供了理论指导和设计方法。这些制度是人设计的，也必然会被人打上烙印。系统必须由相对独立的人为因素进行评估，未通过该评估的系统不得通过***终验收。载人航天正在建立这个管理和技术体系。 　　人因工程的学科理念是体现以人为中心的设计思想，使机器适应人的需求，学科目标是使整个系统实现安全、高效、高性能。典型特征是系统工程思想、面向设计和多学科融合。可以说，人因工程是一项以人为本的系统工程。 　　老子说:善如水，水利不争万物。陈善广多次借用这个概念指出:人如水，你高我退，不溺你恩；如果你低，我就来弥补你的不足。越来越多的大国将人因工程引入本国的顶层设计。 　　走向深空的桥头堡 　　汽车什么时候会在月球上来来去去？ 　　就像围棋，你走了一步，就必须设计好接下来的三五步。 　　当人们在为2020太空年欢呼呐喊的时候，中国载人航天已经开启了飞向月球的深度布局。 　　为什么选择月球进行深空探测？陈善广说，载人航天主要有三个目标:一是探索未知；二是开发利用空间资源；三是拓展生存空间，寻找新的家园。月球是“我们深入太空的桥头堡”。 　　在很多科幻小说中，月球上的水冰、氦3、重要矿物等资源都被克隆人和机器人开采，运回地球为人类服务。那么，月球会是什么样子呢？真的会像陈善广说的那样车来车往吗？ 　　他认为我们未来的月球城将分阶段实施:前哨站，半***基地，然后是***月球家园。 　　月子之家主要是地下建筑，可以利用月壤和月岩进行保温隔热和防辐射。利用3D打印，将月尘和挖掘出的月壤打印成建筑材料。选择地下空间容易钻挖的地方，以月岩为基地辐射掩体。 　　陈善广的描述充满了奇妙的想象。或许，在工程等学科的大力支持下，当我们拥有一枚超大推力火箭的时候，它就近在咫尺了？ 　　但他改变了话题，谈到了一次“成功的失败”。 　　当时飞向月球的阿波罗13号只飞了55小时46分钟，氧气罐的搅动导致飞船服务舱严重爆炸。飞船开始失去动力、热量，更重要的是，宇航员失去了可呼吸的氧气。 　　“然而，宇航员们急中生智，利用宝瓶座登月舱作为救生艇，***终摆脱了月球的引力，安全返回地球。这是一个依靠人的智慧，发挥人的作用的成功案例，所以是一个成功的失败。”陈善广希望用这个例子告诉大家，如果我们想向月球进军，我们必须有更先进的人因工程概念和设计。 　　因为人因工程是一种基于失败和死亡的功效学科。 　　什么是好的设计师？"在危险情况下，该系统有能力发挥人的作用，恢复安全."陈善广指出，受阿波罗13号经历的启发，我们的登月舱未来将直接携带逃生舱，这将增加宇航员生存的希望。 　　航天的特点是以前设计过很多逃生装置。比如火箭发射的时候，大气层里有一个逃逸塔，如果有事可以跳伞回到地面。所以，无论是进入天宫太空舱，还是将来去月球，都要把安全和效率放在***位。 　　“通过月球家园的建设和开发，人类将走向深空，走向火星，走出太阳系，在浩瀚的宇宙中传承火花，传播人类文明！”陈善广着眼于未来。 　　或许几年后回头看，2020年是中国航天非常重要的时间节点。如此宏大的计划，是从空间站核心模块天河迈出的***步。(记者阻挡力)

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