作为广东唯一研究协助单位,南方医科大学高工唐雷讲述广东专家参与载人航天的故事
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南都讯 “聂海胜、张晓光、王亚平登箭时,我离他们只有5米;神舟十号点火升空时,我离43号工位发射塔只有1.5公里……”前晚,作为中国载人航天工程广东省唯一研究协作单位的代表,南方医科大学基础医学院数字人和数字医学研究所高级工程师唐雷,在动身前往内蒙古迎接神舟十号返回舱着陆前,娓娓道出了广东基础医学专家参与中国载人研究时的故事。
神五成功后 广东专家开始参与研究
2003年10月16日,执行我国首次载人航天任务的神舟五号搭载杨利伟返回那天,正是南方医科大学(当时称第一军医大学)基础医学院数字人和数字医学研究所高工唐雷的生日。也正是神舟五号载人航天的成功,唐雷的基础医学研究开始和中国的载人航天工程发生联系。
返回舱即便有多重降落伞、反推火箭的“避震”,自重很高的返回舱加上重力加速度,依然可能给舱内航天员带来巨大冲击。多次往返太空和长期在太空生存,有许许多多的技术问题需要研究和解决。比如返回舱返回地球时的非正常着陆对人体冲击造成的伤害有多大?该如何防护而使航天员免受伤害?再如长期太空生存时,失重状态下人体生理机能会如何改变以及宇宙辐射对人体会有哪些伤害?
2002年南方医科大学钟世镇院士领衔团队研究的“中国数字化人体数据集”(简称数字人)开始为开展载人航天的相关研究提供了基础。
2004年,唐雷两赴酒泉,开始相关数据的采集和研究。基础医学院数字人课题组参与了《返回舱非正常着陆冲击试验》、《长期在轨飞行任务中航天员作业能力关键科学问题研究》和《宇宙射线对人体的伤害与防护》等课题的研究。
像导演一样设计不同的着陆冲击桥段
在唐雷的办公室外,设置着一个专业的试验用冲击塔,就是用来模拟各种重力加速度下座椅、等效体(高仿真假人)所受到的冲击力有多大,对基于数字人构建的假人的伤害有多大。在办公室一堆物理研究器械、书籍外,摆放着一张他所在团队研发的航天员座椅,该座椅可重复使用。
“其实我就是个拍电影的”,唐雷戏谑地谈论到自己的研究试验。他的工作,也确实如一个导演般,设计不同状态下的着陆冲击桥段,记录下数据,以供研发、改进航天员的保护设施。为了取得试验相关数据,在南方生活已久的他得多次前往酒泉这一大戈壁中的卫星城。“每次去都会流鼻血(气候干燥),市场里售卖的水产也就是几十条大小不一的泥鳅……那里的生活无疑是艰苦的,但人民特别的淳朴。遗失在地的手机,过了几小时还在那等待着主人回来找。”
历经多次试验,唐雷等广东专家团队设计并制造了着陆冲击塔和多次冲击座椅、构建了数字化人体生理模型和数字化人体辐射模型等,完成了非正常着陆的冲击实验和座椅的改进。“神舟六号”任务后,唐雷所在的南方医科大学获颁中国航天员训练中心最佳协作单位。
[释疑]
为何聂海胜在太空会“发胖”?
神舟十号上天后,王亚平的太空授课取得了巨大的成功。但聂海胜的体重问题却成了国人关注的话题,各种各样的假设铺天盖地。对于长期从事生物力学研究的唐雷而言,他也关注到了这个细致的差异。
“聂海胜之前的体重应该是68公斤,太空实验得出的结论是74公斤,确切的‘增重’数为6公斤。”唐雷表示,其实太空授课的关键因素在于向全国的中小学生们普及f=m a的力学知识。“这一定理的关键就是在于告诉人们,物体受力的大小,与物体的质量、物体沿受力方向的加速度大小之间存在必然的关系,这个加速度应该为一个变量,除了王亚平推力给予的,还有飞船自身的加速度,如何最后计算有其复杂的物理原理。”在唐雷看来,这个试验是超级成功的,但得出的数据则应该是计算误差。在他看来,航天员在太空失重状态下,体液会重新分布,人会浮肿。真的是“虚胖”,不是发胖。
为什么返回舱无法精准着陆?
唐雷还详细解释了返回舱着陆点难以精准的问题。“实际上,返回舱的地球返回点是极其精准的,但连续地打开着陆降落伞,最后一张降落伞的面积有足球场大,在风的影响下,再笨重的返回舱也会偏离精准的着陆点,得开着直升机、汽车去追。”
在参与到载人航天工程以后,唐雷也深切的体会到国力的加强,科技的进步。“之前的神舟飞船上天时,我们得派出5艘远望号科学考察船从事研究。神舟十号上天后,我们才派出了两艘远望号。为什么?北斗卫星在发挥巨大的作用,之前用的定位系统,是人家国外的G PS。”
采写:南都记者 王道斌 通讯员 邹莹 张淼
日期:[2013年6月26日] 版次:[AA20] 版名:[城事] 来源:[南方都市报]
新闻链接:http://epaper.oeeee.com/A/html/2013-06/26/node_523.htm
新闻链接:http://news.smu.edu.cn/mtbk/waixuan/2013-06-26/51552.html