很可能是3年后人类唯一在运行的空间站,由中国开始搭建

品玩2021-04-30
中国载人航天工程制定了 “三步走” 发展战略,第三步是建造空间站。

编者按:本文来自微信公众号“品玩”(ID:pinwancool),作者:Decode,36氪经授权发布。

2003年,你几岁?那年的杨利伟你是否还记得?

2021年,你又已经几岁?

4月29日,中国空间站的“天和”核心舱成功升空。杨利伟的太空之旅若算作中国载人航天梦的第一步,那么今天经历了多年的不停研发和不断突破,中国航空事业再次迈出了一大步,正式进入了建造空间站的阶段。而且,这个空间站还很可能是三年后宇宙中人类在运行的唯一空间站。

天宫空间站长什么样?

(“天和”号核心舱发展入轨全程)

2021 年 4 月 29 日 11 点 23 分左右,海南文昌发射中心,长征五号 B 遥二运载火箭点火升空,顺利到达近地轨道。

火箭运送的是一间安装在太空的“房间”——“天和”号核心舱。其发射质量为 22.5 吨,是一个不折不扣的大块头,因此只能由运载能力最强的长征五号系列火箭发射升空。等后续其他部分一并送上太空,并且与“天和”核心舱组装完成,中国将会拥有自己的天宫空间站。

“天和”号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。

它全长 16.6 米,最大直径 4.2 米,供航天员工作和生活的空间达 50 立方米,支持 3 名航天员长期驻留。轮换期间,最多可容纳 6 名航天员同时在空间站工作。

核心舱可细分为节点舱、生活控制舱和资源舱。节点舱上有对接口,可用于和“神舟”载人飞船的交会对接、空间实验舱的停泊和航天员的出舱。生活控制舱为航天员工作、实验和休息提供空间,而资源舱负责提供能源保障和对接“天舟”货运飞船。

(“天和”号核心舱结构示意图)

除了核心舱,完整的天宫空间站还包括两个实验舱,命名分别为“问天”和“梦天”。

“问天”和“梦天”两个实验舱均可支持空间科学实验和技术试验载荷。前者还可作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力。后者具备载荷自动进出舱能力。

“天和”与“问天”、“梦天”三个舱对接后,形成一个“T”构型组合体,即完整的天宫空间站,完成的时间节点大概在 2022 年前后。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。

(天宫空间站结构示意图)

中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰曾作过一个比喻: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。

空间站对国家和科研来说,都意义重大。开展空间站工程的过程中,能带动空间科学、生命科学、原材料、元器件和智能制造等多学科多领域发展。

有了空间站,航天员才可以长期驻扎在太空,进行各种实验。太空的微重力环境,为那些需要长时间在失重条件下才能完成的实验,创造了独一无二的条件。此外,航天员自身长期待在太空,本身就是一个实验,可以观察人类的身体反应。

目前,只有国际空间站还在轨运行。它最初的服役期限是 2015 年,之后推迟到了 2024 年。在国际空间站停止运营后,中国的天宫空间站可能是全世界唯一一个运行的空间站。

载人航天工程三步走

建造空间站,实际上是中国载人航天工程的第三步。

1992 年 9 月,中国载人航天工程制定了 “三步走” 的发展战略。第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验。第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。第三步则是建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

2003 年,神舟五号飞船搭载中国第一位太空人杨利伟飞上太空,让中国成为继苏、美后,第三个将人类送上太空的国家。2005 年 10 月,神舟六号搭载两名航天员,首次成功进行多人多天太空飞行试验,“三步走” 发展战略 “第一步” 收官。

(中国第一位太空人杨利伟)

2008 年 9 月,神舟七号任务成功,中国掌握了航天员空间出舱活动关键技术,开启了 “三步走” 发展战略 “第二步” 征程。此后,中国先后完成了空间飞行器交会对接、空间实验室升空和推进剂在轨补加技术,“三步走” 发展战略 “第二步” 完成。

2020 年 5 月 5 日,长征五号 B 运载火箭在文昌航天发射场点火升空,将新一代载人飞船试验船、柔性充气式货物返回舱试验舱等载荷组合体送入预定轨道。中国载人航天工程空间站阶段任务首战告捷,拉开了中国载人航天工程 “第三步” 任务的序幕。

(新一代飞船试验船返回舱)

在长征五号 B 将新一代载人飞船试验船送入预定轨道后,该试验船的返回舱于 2020 年 5 月 8 日,成功降落在东风着陆场预定区域。新飞船试验船完成了多项空间科学实验和技术试验,验证了高速再入返回防热、控制和群伞回收等关键技术。

而这次发射“天和”号空间站核心舱,预示着中国载人航天工程 “第三步” 任务又往前迈了关键的一小步。

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