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中国空间站长什么样?天和核心舱“五层楼高”

中国经济新闻网 2021-04-29 14:34:55

  新京报讯(记者 李玉坤)4月29日,随着长征五号B运载火箭将中国空间站天和核心舱顺利送入太空,中国空间站拉开建造大幕。

  按照空间站建造任务规划,今明两年我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的任务目标。

  空间站以三舱为基本构型

  未来中国空间站工程共由13个系统组成,中国航天科技集团参与了其中7个系统的研制工作。

  记者从航天五院了解到,中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。

  其中,核心舱作为空间站组合体控制和管理主份舱段,具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验能力;问天和梦天实验舱均作为支持大规模舱内外空间科学实验和技术试验载荷支持舱段,同时问天实验舱还作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力,梦天实验舱具备载荷自动进出舱能力。

  中国空间站三舱飞行器依次发射成功后,将在轨通过交会对接和转位,形成“T”构型组合体,长期在轨运行。组合体在轨运行寿命不小于10年,并可通过维修维护延长使用寿命。

  中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰曾经说过一个非常形象的比喻:如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,而空间站就是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。

  天和核心舱长度超过五层楼房的高度

  天和核心舱是中国空间站的关键舱段,它就好比是大树的树干,其他的舱段都会安装在它的接口上。所以,天和核心舱有一个庞大的躯体和结实的身板。

  据中国航天科技集团有限公司五院空间站核心舱结构分系统主任设计师施丽铭介绍,核心舱的体积非常大,长度比五层楼房还要高,直径比火车和地铁的车厢还要宽不少,体积比国际空间站的任何一个舱位都大,航天员入驻后,活动空间非常宽敞。

  重量上,核心舱相当于三辆大客车的空重重量,同样也超过国际空间站的任何一个舱段。

  天和核心舱由节点舱,大、小柱段,后端通道和资源舱组成,发射升空后,将为航天员提供太空科学和居住环境,支持长期在轨驻留,承接载人飞船和货运飞船的对接停靠。

  航天员可以与地面视频通话

  天和核心舱不仅外观阔大,舱内生活也会十分舒适。

  据中国航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊介绍,天和核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。不仅能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等,还有了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材,以满足航天员日常锻炼。舱内情景照明可由手机APP控制。

  为了确保天和核心舱与地面通信的实时畅通,天和核心舱安装了航天科技集团五院研制的第三代中继终端产品。中继终端能通过中继卫星建立空间站与地面的通信链路,承担着航天员与地面语音、视频、电子邮件,科学实验数据下传以及整舱遥测传输的功能。核心舱发往地面的速率相当于地面 5G 通信速率的几十倍。

  可以说,有了中继终端这个“太空伴侣”的陪伴,未来航天员在核心舱内将不再寂寞,与地面的双向视频通话、收发电子邮件都不在话下。

  释疑一

  中国空间站与国际空间站有什么不同?

  国际空间站是目前在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备,可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它的规模大约有423吨,由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合,先后经历12年建造完成。

  航天五院专家表示,中国空间站由一个核心舱和两个实验舱组成,在总体规模上不及国际空间站,这主要是在建设思路上按照符合中国国情,有所为、有所不为来考虑,综合当前需求和耗费等因素,不搞像国际空间站那么大规模的空间站,而是采用规模适度、留有发展空间的思路,既可以满足重大科学研究项目的需要,又同时具备扩展和支持来往飞行器对接的能力。

  中国空间站由我国自主建造,实现了产品全部国产化,部组件全部国产化,原材料全部国产化,关键核心元器件100%自主可控。

  细节方面,国际空间站的蓄电池初期采用氢镍蓄电池,后来又经历技术升级实现了锂电换氢镍的过程。而中国空间站从开始就将使用锂电技术,从技术研发基础上已并列国际水平。太阳电池翼作为中国空间站最大的舱外产品,其在轨具备的重复展收技术、整体更换技术、柔性电缆传输技术都已接近并超越国际空间站的太阳电池翼的技术体系。

  释疑二

  何为载人航天工程“三步走”战略?

  空间站工程是载人航天工程“三步走”的第三步,天和核心舱则是第三步的首飞之战。上世纪90年代初,我国载人航天工程正式启动,国家采取了分步实施的战略,具体分为三步,第一步是载人飞船阶段,在此期间完成了载人飞船的研制,实现了航天员天地往返等目标。第二步是空间实验室阶段,在这一阶段,不仅掌握了出舱、交会对接技术,成功对航天员中期驻留太空进行了验证,还成功验证了推进剂在轨补加技术,完成了运送货物补给等任务。第三步是空间站建设阶段,我国将建造长期有人照料的空间站。

  中国空间站任务又分为关键技术验证、组装建造和运营三个阶段,目前正处于关键技术验证阶段。在这个阶段,将发射天和核心舱和2艘载人飞船、2艘货运飞船,在轨验证7大关键技术:空间站推进剂补加、再生生保、柔性太阳电池翼和驱动机构、大型柔性组合体控制、组装建造、舱外操作、在轨维修,为实施空间站组装建造和长期运营任务奠定基础。

  据中国航天科技集团五院空间站任务总指挥王翔介绍,作为人类历史上规模最大的航天器,空间站是一种在近地轨道长时间运行、可满足航天员长期在轨生活、工作以及地面航天员寻访的载人航天器,代表了当今航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术成果。“建成和运营近地载人空间站,将使我国成为独立掌握近地空间长期载人飞行技术,具备长期开展近地空间有人参与科学技术试验和综合开发利用太空资源能力的国家。”王翔说。

  释疑三

  中国空间站的工程目标是什么?

  据航天科技集团五院专家介绍,中国空间站主要有五大工程目标。

  一是建造并运营近地空间站,突破、掌握和发展大型复杂航天器的在轨组装与建造、长期安全可靠飞行、运营管理和维护技术,提升国家航天技术水平,带动相关领域和行业的科技进步,增强综合国力。

  二是突破、掌握和发展近地空间长期载人航天飞行技术,解决近地轨道长期载人航天飞行的主要医学问题,实现航天员长期在轨健康生活和有效工作。

  三是建成国家太空实验室。发展具有国际先进水平的空间科学与应用能力,开展多领域空间科学实验和技术试验、空间应用,以及科普教育,获取具有重大科学价值的研究成果和重大战略意义的应用成果。

  四是开展国际(区域) 合作,为人类和平开发和利用空间资源做出积极贡献。

  五是以在轨服务、地月和深空载人探测需求为牵引,试验和验证相关关键技术,为载人航天持续发展积累技术和经验。

  新京报记者 李玉坤

  编辑 白爽 校对 赵琳


   
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