今天(4月29日)11時22分,中國空間站天和核心艙乘坐其“專屬列車”——長征五號B運載火箭在海南的中國文昌航天發射場點火升空。
4月29日,長征五號B運載火箭在文昌航天發射場點火升空。(圖自視覺中國)
作為人類歷史上規模最大的航天器,空間站是一種在近地軌道長時間運行,可滿足航天員長期在軌生活、工作及地面航天員尋訪的載人航天器。
中國空間站以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙為基本構型,三艙飛行器依次發射成功後,將在軌通過交會對接和轉位,形成“T”構型組合體, 具備15年設計壽命,可長期在軌穩定運行。
中國空間站的基本構型由一段核心艙和兩段實驗艙組成“T”字體
空間站的核心艙究竟長什麼樣?
有人形象地比喻:如果神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號就相當於一室一廳的房子,而空間站就是三室兩廳還帶儲藏間,算是“豪宅”了。
此次發射的天和核心艙體積非常大,長度比五層樓房還要高,直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少,體積比國際空間站的任何一個艙位都大。
天和核心艙研製
天和核心艙研製在核心艙這間“豪宅”裏,硬軟件設施也十分完備:
配置了靈活的大腦和“神經”——數管分系統
設計了相當於冷暖空調的“皮膚”——熱控分系統
裝備了強大有力的“手臂”— —大型空間機械臂
在艙內佈局上,核心艙的設計較過去也有很大突破,供航天員工作生活的空間約 50 立方米;未來加上兩個實驗艙後,整體能夠達到 110 立方米。其中配置有工作區、睡眠區、衞生區、就餐區、醫監醫保區以及鍛鍊區,為航天員工作和生活提供舒適良好的保障條件。
中國“太空母港”需要攻克哪些技術難題?
中國空間站任務分為關鍵技術驗證、組裝建造和運營三個階段。目前,正處於關鍵技術驗證階段。
在這一階段,中國將發射天和核心艙和 2 艘載人飛船、2 艘貨運飛船,在軌驗證 7 大關鍵技術:空間站推進劑補加、再生生保、柔性太陽電池翼和驅動機構、大型柔性組合體控制、組裝建造、艙外操作、在軌維修。
咱們舉個例子。
過去,中國載人航天大都採用的是非再生生保技術,資源一次性消耗,不能回收。
而此次空間站核心艙為了長期可持續運行,將盡可能採取物資的循環利用,設計了完整的可再生生命保障系統:
航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水方式回收;
排泄的尿液也會回收淨化,重新作為飲用水和生活用水使用;
電解制氧時產生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳,將通過化學反應生成氧氣......
2003年10月15日,神舟五號發射成功,中國第一次實現載人航天,標誌着中國成為繼蘇聯、美國之後第三個進入太空的國家。
中國空間站:先給自己設定一個“小目標”
按照空間站建造任務規劃,今明兩年,中國將接續實施11次飛行任務,包括3 次空間站艙段發射、4 次貨運飛船發射以及4 次載人飛船發射,於 2022 年完成空間站在軌建造。
同時,中國空間站還有5個工程目標:
1、建造並運營近地空間站:突破、掌握和發展大型複雜航天器的在軌組裝與建造、長期安全可靠飛行、運營管理和維護技術,提升國家航天技術水平,帶動相關領域和行業的科技進步,增強綜合國力。
2、突破、掌握和發展近地空間長期載人航天飛行技術:解決近地軌道長期載人航天飛行的主要醫學問題,實現航天員長期在軌健康生活和有效工作。
3、建成國家太空實驗室:發展具有國際先進水平的空間科學與應用能力,開展多領域空間科學實驗和技術試驗、空間應用以及科普教育,獲取具有重大科學價值的研究成果和重大戰略意義的應用成果。
4、開展國際(區域)合作:為人類和平開發和利用空間資源做出積極貢獻。
5、以在軌服務、地月和深空載人探測需求為牽引,試驗和驗證相關關鍵技術,為載人航天持續發展積累技術和經驗。
國際空間站VS.中國空間站
國際空間站(ISS)是目前在軌運行最大的空間平台,擁有現代化科研設備和可開展大規模、多學科基礎和應用科學研究的空間實驗室。
它由美國、俄羅斯、加拿大、日本等 16 國聯合經歷 12 年建造完成,規模約有 423 噸。
國際空間站
不過,由於性能、設備嚴重老化,出現多次意外事故,維護成本和維護難度不斷增加,外界人士預計2024年左右,國際空間站將“退役”。
雖然在總體規模上,中國空間站不及國際空間站。不過這主要是綜合當前需求和耗費等因素,採用規模適度、留有發展空間的思路。在實際應用和效益上,我們可一點也不含糊!
天和核心艙副總設計師柏林厚介紹,在保障應用能力、技術手段上,中國空間站和國際空間站是相當的,有些地方甚至更好。“但國際空間站畢竟在軌運營了十幾年,它還是有很多運營的經驗值得我們學習的。”
國際夥伴:“掃碼加個好友?”
中國空間站:“沒問題!”
在中國航天的又一歷史性時刻,不少人也關心:中國的空間站建設對其他國家的“小夥伴”是個什麼態度?
有關人士透露 ,中國科學家和歐美科學家未來或將共同研製載荷設備,通過貨運飛船把它帶去空間站,開展在軌實驗共享數據。
此外,載人航天工程總設計師周建平也透露,中國一直致力於推動多國航天合作,且對國際航天機構參與中國的航天活動持開放、支持的態度。“我們願意把我們的平台作為一個科學實驗的平台,讓國際科學家共享。”
接下來日子裏,天和核心艙將按既定飛行程序,展開各項動作,開展在軌工作,並等待貨運飛船和載人飛船的到來。