神十六特写：中国第一位科学家航天员，一飞冲天
本文来自微信公众号：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：藏痴，原文标题：《刚刚！神舟十六号成功发射！中国第一位科学家航天员一飞冲天！》，题图来自：视觉中国
今天上午9时30分左右，搭载神舟十六号飞船的长征二号F遥16运载火箭发射升空！三名航天员景海鹏、朱杨柱和桂海潮搭乘着神舟十六号飞船，前往中国空间站。
【资料图】
三名航天员中，景海鹏是第四次飞天的英雄航天员，在这次任务中负责“开飞船”；朱杨柱是我国第三批航天员中的航天飞行工程师，主业“修飞船”，而载荷专家桂海潮则是一名大学教授，仿佛是“坐飞船”，当然实际工作中他们会互相配合，共同完成任务。他们将在空间站中停留大约五个月。
今天不但是飞船发射的日子，也是第七个“全国科技工作者日”。大学教授桂海潮在属于自己的节日里一飞冲天，成为站得最高的科技工作者。从没开过飞机的大学教授是怎么飞向太空的？三位航天员会在空间站忙点什么？
“你导师在哪儿？他在天上”
这次上天的三位航天员中，只有景海鹏是大家熟悉的老面孔，也只有他在成为航天员之前就已经是顶尖的战斗机飞行员。朱杨柱和桂海潮都曾是大学教师。朱杨柱长期在军校中求学、任教，锻炼出了超出常人的身体素质。而相比之下，载荷专家桂海潮年轻时的经历则与航天员差别甚远：十九岁上大学，二十八岁博士毕业，做了三年博士后以后回到母校，上课、科研、带研究生，没有任何的实际飞行经验，而是按部就班地走着学术圈“升级打怪”之路，甚至连他自己都觉得航天员是“神圣又遥远”。
直到2018年，桂海潮报名申请并通过层层选拔成为了中国第三批航天员，完成了大学教师到航天员的转变。他作为研究航天动力学与控制的专家，进入神舟十六号飞行乘组。
桂海潮进入太空的过程并不轻松。太空对每个人都是平等的，它不会照顾老弱，只会摧毁弱者。因此即使完全没有相关的基础，桂海潮和其他载荷专家们也还是要接受所有令人眼花缭乱的严酷训练。从离心机到转椅，从控制飞船到排除故障，每一位航天员都要通过所有的训练与考核。
桂海潮在训练 | 来源：中国载人航天
在官宣飞行乘组的新闻中，最不同寻常的就是桂海潮的眼镜。难道现在近视眼也可以上太空了？穿着航天服戴头盔的时候要怎么扶眼镜？
近视是个问题，但不是最重要的问题。在航天事业刚起步的时候，我们的目标是飞上去，保证活着回来就行，飞船内部的环境比较恶劣，地面对飞船运动状态的控制也不是绝对精准。这时候就要求航天员本身的身体素质要尽可能好，免得在恶劣环境和紧急情况下无法应对。而现在，一方面航天工程技术已经有了长足的进步，中国航天员的工作环境从神舟五号的一个座位进化到了空间站100立方米的四个舱段，环境对航天员身体素质的要求不再那么严苛；另一方面，航天飞行逐渐从以前的挑战和探索，过渡到了现在的开发和利用，我们需要一线的研究人员上天利用空间站平台进行科学研究，再用近视作为硬性标准选拔科研人员并不合适。所以，低度近视也被允许进入太空。
需要注意的是，高度近视在太空中过于危险，连坐过山车都可能视网膜脱落，就更不可能承受火箭发射时的巨大加速度，因此高度近视仍然不能进行宇宙航行。800度近视的小编只能坐在电脑前观看发射，而有着太空梦的小朋友们还是要保护好自己的眼睛（毕竟保护好眼睛还是要比当上大学教授简单一点的吧）。
航天员桂海潮 | 来源：中国载人航天
在振动较大的发射和着陆段，桂海潮需要摘掉眼镜，免得眼镜脱落飞走；但是在空间站内平稳飞行的时候，他可以正常戴着眼镜工作。作为载荷专家，他并不会出舱活动，不用穿着厚重的航天服；在空间站舱内，只需穿着轻便的蓝色工作服。所以要怎么扶眼镜——手扶镜架，轻轻推就好了。
出差这么久，究竟做点啥？
从神舟十二号到神舟十五号，十二位航天员在天上接力忙碌了接近两年，将中国空间站的一个核心舱和两个实验舱“收拾妥当”，宣告了中国空间站的全面建成。这次神舟十六号上天，航天员们除了要继续维护保养空间站之外，更要开展一系列的科研和科普工作。如果说，前面的几次任务建好了住宅楼、完成了装修，那么这次上天的三人组就要清扫灰尘、添置家具、正式搬家入住开始生活了。
在空间站的梦天实验舱里有许多科研仪器，神舟十六号的航天员们会利用它们开展一系列的科学实验。地球是人类最重要的实验室，但有时却不是最合适的那一个。地球曲率和大气散射会干扰电磁波的传播、9.8m/s2的重力加速度会掩盖很多微弱的力学效应、当代地球无法复现几亿年以前的环境……而空间站就可以规避这些不足。
在400公里高的轨道上，空间站内的航天员可以和地面的同伴一起探究新奇量子现象，比如验证量子纠缠究竟能不能瞬移；他们可以把种子和细胞放到舱外，看它们受到宇宙射线照射后会发生什么样的变化，帮助医生早日攻克癌症，乃至研究生命起源是否可能来自宇宙射线辐射产生的物质；他们还可以避开稠密的大气，把望远镜对准渺茫的星空，探索微弱的天文信号……他们甚至可以利用太空的微重力环境进一步验证广义相对论。
广义相对论的效应在地球上会被重力无情地掩盖，因此最初对它的验证是通过天文观测。即使到五年前，引力波探测也是用力臂长达上千米的激光干涉仪实现的。在太空的微重力环境中，有可能实现在较小的实验装置中验证广义相对论。但是具体的实验方案我们还不得而知。是在中国空间站独立完成？还是与地面乃至国际空间站合作？具体验证广义相对论的什么效应？这些都值得我们拭目以待。
无容器材料实验柜 | 来源：中国科学院
除了科研，科普也是三位航天员在空间站中的一项重要任务（咦？怎么跟中二所有点像？），已经开展了三次的太空授课会迎来第四季。相比于之前由专业航天员“代理”太空教师，这次的飞行乘组中有两位都是大学教师。朱杨柱在博士期间研究飞行器流场中的光线传播，桂海潮是航天动力学与控制专家，两位老师会在自己的专业领域带来什么不一样的授课内容吗？答案并不需要我们等待太久。
飞到空间站还不过瘾，怎么办？
大学教授飞向太空固然震撼，但毕竟“出差”的距离只有400公里，还不到从北京到上海距离的一半。中国航天所要探求的星辰大海当然远不止于此。古人问月亮“无根谁系”，问嫦娥“不嫁谁留”。我们总要踏上月球，替祖先问个明白。
就在昨天，载人计划办公室披露，我们要在2030年之前把中国航天员送上月球。在那之前，我们会有新的大推力火箭长征十号、新的载人飞船和新的发射场。现在中国航天的明星们——“胖五”火箭、神舟飞船和文昌发射场，短短几年就会从当红炸子鸡变成过气顶流，从“小甜甜”变成“牛夫人”。中国航天向来言出必行。这次，我们依然可以期待七年后的奔月之旅。
2003年，杨利伟搭乘神舟五号进入太空，成为第一位飞天的中国人；2023年，神舟十六号的朱杨柱、桂海潮作为中国第一批航天飞行工程师和载荷专家进入太空；七年之后，我们还准备踏上月球。整整二十年过去，中国航天完成了巨大的跨越。
往事越千年，魏武挥鞭，东临碣石有遗篇。萧瑟秋风今又是，换了人间。
本文来自微信公众号：中科院物理所 （ID：cas-iop），作者：藏痴
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