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 玲系我心 发表于: 2021-4-30 08:35:56|显示全部楼层|阅读模式

[2021年] 中国空间站长啥样 怎么建 有啥用

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源自:甘肃省纪委监委网站
原文标题:中国空间站长啥样 怎么建 有啥用

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4月29日11时23分,搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭在文昌航天发射场点火升空,约494秒后舱箭分离,进入预定轨道,12时36分,太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射取得圆满成功。
  建造空间站、建成国家太空实验室,是实现我国载人航天工程“三步走”战略的重要目标,是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程。天和核心舱发射成功,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段,为后续任务展开奠定了坚实基础。
  空间站还有哪些组成部分?太空建站如何操作?为啥非要上天“盖房”?“开工大吉”之际,让我们一起走近空间站,看看它长啥样、怎么建、有啥用。
  空间站长啥样?
  三室两厅还带储藏间
  “如果神舟飞船是一辆轿车,那么天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,空间站则像是三室两厅还带储藏间。”谈及空间站长啥样,中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰给出形象的比喻。
  中国空间站名为“天宫”,整体呈T字构型,有三个舱段──1个核心舱和2个实验舱,核心舱居中,实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧,每个舱都是20吨级,三舱组合体质量约66吨,未来还可扩展到180吨级。
  这次率先入驻太空的,是“三室”之一──天和核心舱,全长16.6米,比五层楼房还要高;发射质量22.5吨,相当于三辆大客车的空重。“块头”之大,不仅在中国目前研制的航天器中无可匹敌,也超过国际空间站的任何一个舱段。
  顾名思义,核心舱是空间站的主控舱段,既是管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所,还支持开展部分空间科学实验和技术试验。它好比是大树树干,其他舱段安装在它的接口上,如同枝叶向外生长。
  核心舱内部设有丰富的功能区。中国航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊告诉记者,核心舱分为节点舱、小柱段、大柱段、后端通道和资源舱五部分。大柱段直径4.2米,小柱段直径2.8米,前者主要是航天员工作和实验的地方,后者则是航天员的睡眠区和卫生区,另外还设有就餐区、医监医保区、锻炼区,微波炉、冰箱、饮水机、太空自行车等配备到位。
  实验舱Ⅰ名叫“问天”,是开展舱内和舱外空间科学实验和技术试验的主阵地,也是航天员工作生活和应急避难的地方。这里配备了支持航天员出舱活动的专用气闸舱和小型机械臂,能够进行舱外载荷自动安装操作。
  实验舱Ⅱ名为“梦天”,功能和实验舱Ⅰ类似,用于生物、材料、微重力流体、基础物理等方面的科学实验。实验舱Ⅱ还配有货物专用气闸舱,在航天员和机械臂的辅助下,可以支持货物、载荷自动进出舱。
  “三室”有了,“两厅”和“储藏间”在哪里呢?
  核心舱共有3个对接口,前端的两个对接口可对接停靠两艘载人飞船,相当于“两厅”;后端一个对接口用于接纳货运飞船停靠补给,相当于“储藏间”。对接口还可以支持其它飞行器短期停靠,根据科学研究需求对接更多舱段,进一步扩展空间站规模。
  空间站怎么建?
  计划实施11次发射,航天员多次出舱参与,2022年完成在轨建造
  中国空间站建在距地面400千米的近地轨道,轨道高度是上海中心大厦高度的600多倍。如此“高空作业”可不容易,大型空间设施建造技术和运营管理技术是建空间站的必备技能。航天员需要多次进行复杂的出舱活动,并具备强大的维护维修升级能力,利用机械臂协同完成载荷的在轨安装、调试、升级等工作。
  中国空间站设计了两类机械臂,人机配合完成空间站建造维修。“一名航天员在舱内操作机械臂,一名航天员在舱外太空行走。无论是舱段转位、大设备的移动,还是航天员自身的移动,都可以通过机械臂完成。”中国载人航天工程总设计师周建平说。
  按规划,今明两年我国会接续实施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。其中,4次载人飞船飞行每次分别设1个乘组,每个乘组有3位航天员,执行空间站技术验证、建造以及科学实验任务。
  空间站建造任务分为关键技术验证、组装建造和运营三个阶段。其中,天和核心舱是空间站首个升空舱段,将与后续发射的天舟二号、天舟三号货运飞船和神舟十二号、神舟十三号载人飞船,共同在轨验证空间站推进剂补加、再生生保、舱外操作等七大关键技术,为实施空间站组装建造和长期运营任务奠定基础。
  兵马未动,粮草先行。空间站建造过程中,每次发射载人飞船前,都会先由天舟货运飞船配送货物、推进剂等物资。天舟二号和核心舱实行对接后,载有3名航天员的神舟十二号飞船也将进入发射倒计时。时隔5年,中国航天员将再度进入太空。
  据中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏介绍,中国空间站具备15年设计寿命,可长期在轨稳定运行。预计在2022年,空间站完成在轨建造,具备长期开展近地空间有人参与科学实验、技术试验和综合开发利用太空资源能力,转入应用与发展阶段。
  空间站有啥用?
  最多可有6名航天员同时在站工作,预计可滚动实施近千项实验项目
  空间站是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。
  首先,它是航天员的“太空之家”、航天器的“太空母港”,提供在轨服务,未来还有望成为人类迈向深空的“前哨所”“补给站”。按计划,中国空间站将有一个乘组3名航天员长期在轨飞行,乘组定期轮换。轮换期间,最多可有6名航天员同时在站工作。
  空间站天然的高真空、微重力等独特条件,可充分带动空间科学、生命科学等前沿学科研究,推动原材料、元器件、智能制造等多领域先进技术发展,是开展科学研究的“太空实验室”。
  “极端物理条件下,物质的运动规律、物理化学过程、生命过程等都可能会发生变化,这意味着重大科学突破的可能。”中国科学院空间应用中心总体室主任、空间应用系统副总设计师钟洪恩告诉记者,中国空间站作为国家级太空实验室,在舱内、外部署了许多重大科学设施。这些设施支持在轨实施空间天文、空间材料科学等9个学科30余个主题的科学研究;空间站在轨运营10年以上,预计可滚动实施近千项实验项目。
  目前,空间应用系统在空间站三个舱段内共安排了13个科学实验柜,每个实验柜都相当于一个小型太空实验室;空间站舱外还安排了若干暴露实验平台。空间站建造完成后,还会单独发射“巡天”空间望远镜,与空间站共轨飞行,进行高分辨率天文观测,开展天体物理和空间天文学研究。
  载人航天代表着一个国家的综合国力与科技实力,如果说它是塔尖上的事业,自主创新就是支撑航天人勇敢攀登的天梯。
  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。以空间站机械臂为例,中国航天科技集团五院空间机械臂产品保证经理熊明华介绍称,空间站机械臂项目曾入选“中国智能制造十大科技进展”,全部核心部件实现国产化,负载自重比、操控精度等指标达到世界领先水平。
  2018年5月,中国载人航天工程办公室与联合国外空司面向联合国各成员国发布了合作机会公告,邀请外国科学家参与中国空间站空间科学应用,事后共收到来自27个国家的42个项目建议书。经审议,太空肿瘤、星云气体的光谱研究等9个项目成功入选。目前,中国载人航天工程已和联合国外空司推进落实第一批实验项目。
  从被排除在国际空间站“俱乐部”之外,到中国空间站向全球科学家主动敞开大门,中国载人航天工程走出了一条自力更生、开放合作的道路。(中央纪委国家监委网站 柴雅欣 自海南文昌报道)
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