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探秘“天宫”

2018-05-07 10:35:10|来源:经济日报|编辑:于苏燕 |责编:韩东林

中国航天员中心日前公开展示了自主研制的空间站“飞天”水下训练服。这是中国空间站航天员水下训练专用服装首次公开亮相。(新华社发)

  “目前,我国载人航天工程已经全面进入空间站研制建设的新阶段。”在首届中国航天大会上,中国载人航天工程总设计师周建平院士揭开了未来中国空间站的神秘面纱

  中国的空间站被命名为“天宫”,将于2022年左右建成。而国际空间站大概在2024年到2026年之间寿终正寝,届时,太空中很有可能只有一座“天宫”。周建平院士透露,未来,中国可向联合国成员,特别是发展中国家提供空间站应用机会,帮助他们在中国空间站开展空间科学实验。

  打破西方禁令

  由于西方国家禁止中国参与国际空间站建设,中国走上了独立自主的航天发展之路,空间站团队从诞生之日起,就做好了开天辟地的准备

  二十世纪八九十年代,人类建成了第一座国际空间站。当时,以美国为首的西方国家禁止中国参与国际空间站建设,也禁止中国宇航员登上国际空间站。在西方国家禁令下,中国走上了一条独立自主的航天发展之路。

  国际空间站是由多个国家联合完成的,而中国要凭借一己之力建造空间站,难度可想而知。在空间站研制过程中,舱体多、构型复杂成为设计的首要难题。在中国空间站副总设计师朱光辰看来,各种飞行器不同的组合状态都相当于一个全新的航天器,这其中涉及力学问题、通信问题、电源的获取等,都是空间站团队要面对的全新挑战。

  从提出建设中国人自己的空间站那一天起,朱光辰和空间站团队就做好了开天辟地的准备。为将第一个航天员杨利伟顺利送入太空,他们花了整整11年时间。此后,他们的步伐越来越快:2008年,航天员翟志刚迈出了中国人出舱活动的第一步;2016年,航天员景海鹏、陈冬伴随天宫二号,在太空整整遨游33天;2017年,中国第一艘货运飞船“天舟一号”顺利升空,中国载人航天工程突破了一系列关键技术,为中国空间站建设做好了准备。

  此前,在天宫一号和天宫二号近地轨道空间实验室上开展的多项技术验证项目,也为空间站任务提供了充分的技术储备。譬如机械臂操作终端试验器,通俗解释就是一种典型的空间机器人,能够用于空间站的在轨组装、在轨维修、货物搬运与转移、辅助航天员出舱活动等。未来,它还将是空间站上辅助航天员进行工作的“好帮手”。

  朱光辰说,下一步,中国空间站的目标是建设国家太空实验室,并将开展科学前沿的创新性实验和应用研究,推动空间科学与技术进步。目前,中国空间站初步规划了航天医学、空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、微重力基础物理等十几个重点应用方向。

  揭开神秘面纱

  中国空间站被命名为“天宫”,基本构型由核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ三个舱段组成,无论是空间、实用性还是舒适度,都将有质的飞跃

  中国未来空间站被命名为“天宫”(TG),基本构型由核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ三个舱段组成,每个舱均重达20吨以上。这种三舱构型提供3个对接口,支持载人飞船、货运飞船及其他来访飞行器的对接和停靠。如果说最早的神舟飞船相当于一辆轿车,而天宫一号和天宫二号空间实验室相当于一室一厅的房子,那么到了空间站,则变成了三室两厅带储藏间的房子——无论是空间、实用性还是舒适度,都将有质的飞跃。

  据了解,空间站三舱组合体质量重约66吨,额定乘员3人,乘员轮换期间短期可达6人,具备10多吨载荷设备的安装和支持能力,设计寿命不小于10年,具备通过维修延长使用寿命的能力,并具备一定扩展能力。

  空间站的核心舱命名为“天和”(TH),是空间站的管理和控制中心,主要对整个空间站的飞行姿态、动力性、载人环境等进行控制。据空间站系统主任设计师张昊介绍,舱体中比较粗的大柱段,是航天员在里面工作和做实验的地方;细一点的小柱段,则布置成为航天员的睡眠区和卫生区,保证航天员的正常生活和居住环境。

  在核心舱内,科研人员一共布了300多个传感器,可以测量900多路信号,目的是为了测量这个22吨的大家伙在发射过程中,到底能够承受多大的载荷。此外,核心舱还配置了兼具气闸舱功能的节点舱,用于实验舱、载人飞船、货运飞船等飞行器与其交会对接和停靠,接纳航天员长期访问和物资补给,支持航天员出舱活动等。

  空间站的实验舱I命名为“问天”(WT),备份核心舱部分关键平台功能,具备空间站统一管理和控制能力,并配备航天员出舱活动专用气闸舱。实验舱II命名为“梦天”(MT),用于开展密封舱内和舱外载荷实验,并配置货物气闸舱用于载荷及设备进出舱。

  此外,空间站团队还设计了光学舱与空间站共轨飞行。光学舱可短期停靠空间站进行维护维修和推进剂在轨补加,还可以实施天文观测和对地观察。在天文巡天观察能力上,与哈勃望远镜相比,它的分辨率与之相当,但视场却大出200多倍。

  未来,神舟载人飞船和长征二号F火箭将共同构成空间站乘员天地往返运输系统,主要用于航天员和部分物资往返空间站。天舟货运飞船和长征七号火箭则共同构成空间站货物运输系统:在上行过程中,主要为空间站运送航天员生活物资、推进剂、平台维修设备附件及消耗品、载荷设备等补给物资;在下行过程中,可销毁空间站废弃物,并能用于空间站姿态轨道控制。

  开放共享 造福人类

  中国空间站将促进形成产业化的太空经济,还将打造成为面向国际社会的科技合作交流平台,让载人航天发展成果全面惠及经济社会

  为使载人航天发展成果全面惠及经济社会,不断提升载人航天工程的综合效益,中国空间站在轨运营阶段,将充分吸纳商业力量,开展商业化应用活动,进一步开放近地轨道空间站设施,促进形成产业化的太空经济。

  我国空间站还将打造成为面向国际社会的、开放的科技合作交流平台,将采用政府间合作、商业合作等多种模式,在空间站建造和运营技术、空间科学与应用、航天员选拔训练、载人航天高技术成果转化等领域,广泛开展务实合作,使之成为造福全人类的太空实验室。

  目前,中国载人航天办公室代表中国政府已经与联合国外太空事务司签署了一系列框架协议,可与国际上特别是第三世界国家开展搭载发射、太空救援等一系列合作。据悉,中国空间站可以提供多种标准接口,包括机械、供电、信息、温度控制等。对此,设计团队为其制定了接口标准规范,想要与中国开展国际合作的国家在满足标准接口外,还要满足安全性要求和中国载人航天器的环境试验条件。

  对于未来,中国航天科技集团空间技术研究院副总设计师白明生表示,空间站建成以后,中国载人航天的脚步仍然不会停歇,“目前,我们正在论证三步走之后的中国载人航天发展战略,比如载人登月、载人登小行星、载人登火星,以及建设更大规模的空间站……”白明生说,“探索浩瀚宇宙,建设航天强国,我们一直在努力”。(姜天骄)

 

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