中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

“5、4、3、2、1,点火。”北京时间2021年4月29日11:23分,随着长征五号B遥二运载火箭升空发射,中国迄今为止打造出来的最重航天器、同时也是21世纪最大吨位单体航天器–“天和”号核心舱上天。

“天和”号核心舱发射可以说是建造中国空间站的奠基之战。接下来,今明两年,我国还将发射“问天”号和“梦天”号两个实验舱段,2022年三个舱段进行组合,形成一个“T”字结构,初步构成完整的空间站——天宫空间站,后续还安排了4次货运飞船,4次载人飞船的发射,实现中国载人航天工程三步走发展战略的第三步任务目标。

“天宫空间站”组成完毕后将在2023年正式运行,在轨寿命15年以上,可同时搭载6名宇航员,保证3名宇航员半年的值守生活。如果国际空间站在2024年退役,中国的“天宫空间站”将有可能成为人类在太空的唯一空间站。

航天专家黄志澄向网易科技表示,天宫空间站一旦建成,意味着我国载人航天工程将迈入空间站时代。而中国也成为第三个能够独立自主建设空间站的国家。

最大航天器“天和”号,立起来6层楼高

4月29日,搭载长征五号B遥二运载火箭的“天和”号核心舱发射升空。对于这个万众期待的“天和”号核心舱你了解多少?

“天和”号核心舱是我国下一代空间站天宫的核心舱段,空间站初期还有两个实验舱分别为问天和梦天;当空间站建成之后还会单独发射一个光学舱,后续可增加扩展舱段。

中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰在接受人民日报采访时曾比喻:“如果神舟飞船是一辆轿车,那么天宫一号和天宫二号相当于是一室一厅的房子,空间站则像是三室两厅还带储藏间。”

“天和”号位于整个空间站中端,相当于树的主干。从介绍来看,“天和”号的体积比国际空间站的任何一个舱位都大,内部至少有50立方米的空间,长度约为18.1米(算连接器),立起来就相当于6层楼的高度,直径则达到了4.2米,比火车车厢的宽度还要大,总重量约为22.5吨,可支持3名航天员长期在轨驻留,是我国目前研制的最大航天器,也是21世纪以来最重的航天器。

中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

据了解,在2018年珠海航展期间,“天和”号核心舱初样模型曾经被公开展示过,参观的人排队进入舱内参观,就像一列火车一样。

中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

从舱段来看,“天和”号核心舱由生活控制舱、资源舱、节点舱三个部分构成,将为太空为航天员和科学家提供居住和科研环境,支持长期驻留,可以对接货运与载人飞船。

另外,核心舱还配备一对强而有力的机械手臂,2个机械手臂一大一小,可以真实地模拟人类手臂拥有动作和能力,可以在太空中抓取物体,大的能在太空里抓住25吨重的物体,小的可以与大的配合操作。

据介绍,“天和”号核心舱还有些超前黑科技,比如配置了光电转换效率最高的三结砷化镓太阳能电池,并前所未有地应用了可二次展开的桁架式柔性太阳能电池翼,其发电供电效率大大超过其他航天器。

另外,核心舱还应用了电推发动机,可用于调整空间站运行时的姿态和轨道,由于使用的是电推方式,它可以用高效力地使用推进剂,少量的推进剂即可以达到调整姿态和升轨的需求等等。

中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

“天和”号成功发射,对我国来说意味着什么?航天专家黄志澄表示,我国载人航天分三步走,神舟五号完成了第一步,天宫二号完成了第二步之后,我国载人航天进入了第三步阶段,这也是载人航天该阶段的最后目标,标志着我国进入了空间站时代。

中国为什么要自建空间站?

在“天和”号发射成功之后,2022年中国将陆续发射“问天”号和“梦天”号两个实验舱段,2022年三个舱段进行组合,形成一个“T”字结构,构成完整的空间站——天宫空间站,实现中国载人航天工程三步走发展战略的第三步任务目标。

空间站,就是近地轨道长时间运行、可供多名宇航员巡访、长期工作和生活的载人航天器。

据悉,除了一个核心舱和两个实验舱之外,我国还安排了天舟四号货运飞船、神舟十四号载人飞船、天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船的发射任务。

中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

目前在轨建造阶段4次神舟载人飞船航天员乘组已经确定,新选拔的18名航天员已经报到,进入训练。由第一批有飞行经验的航天员担任指令长,第一批未有飞行经验的航天员以及第二批航天员为协助员,第一批航天员中还没有飞天的航天员有望圆梦太空。第三批航天员则主要承担2022年后天宫空间站运营阶段任务。

航天科技集团科技委主任、中科院院士包为民在接受央广网采访时曾表示,(天宫)空间站是我国最复杂的航天系统,它将在轨完成建造,即:核心舱再加两个实验舱构成一个T字型,三个舱要在空间进行组装,这三个舱都是一体化设计的,所以它的构型是非常复杂的。

“我国建设空间站有着十分重要的意义,空间站的任务主要有两个,一个是地球近地轨道400公里左右,进行太空科学技术试验;另一个是为未来人类探索月球特别是火星打下坚定的基础。”航天专家黄志澄向网易科技表示。

他继续解释道,人们越来越意识到第二个意义的重大。空间站将成为人类向深空进发的基础设施,因为人要登上火星需要至少半年以上时间,并且在这个过程中忍受很强太空辐射,对人体有很重要的影响,空间站可以提供人在太空基本的研究工作,特别是人的健康。

“另外一方面,人类在月球建设基地,必须解决装备、制造和检修的一系列任务,那么,在空间站就可以进行这样的科学技术实验。所以,近年来,大家已经意识到空间站的一个重要任务是为了人类探索深空提供必要的技术准备。”黄志澄认为。

不仅如此,完成天宫空间站建设,中国将成为世界上第三个独立自主建设空间站的国家。

“国际空间站将在2024年退役,也可能稍许延长;而俄罗斯准备建设自己的空间站;国际空间站虽然是国际合作的实验和例子,但一直将中国排斥在合作之外,中国独立建设空间站有着十分重要的意义。”

据了解,国际空间站是以美国、俄罗斯为首,包括加拿大、日本、巴西和欧洲空间局等6个太空机构共16个国家参与研制。中国曾多次申请加入却一直被拒绝,在2011年,美国政府还单方面的颁布了禁令明确规定对中国进行技术封锁。从此之后,中国就走上了空间站自主研发的道路。

天宫空间站或成太空唯一空间站?

公开信息显示,世界上提出载人航天计划的国家很多,但真正能够实现独立将人类送入太空的国家只有三个,俄罗斯(包括前苏联)、美国、中国三个国家。

中国空间技术研究院空间站系统总设计师杨宏在接受《瞭望》采访时表示,载人航天是当今世界技术最复杂、难度最大的航天工程。

据《瞭望》报道,从国外载人航天历史上看,按照所占GDP百分比计算,载人航天是有史以来花费最大的工程,超过了金字塔、大教堂以及各时代的奇迹工程。

空间站更是如此。据了解,目前太空唯一的载人设施就是国际空间站,有超过1300亿美元的建造经费,每年还要支出40亿美元的费用以维持运行,是“人类最贵科研工具”。

中国人要在太空安家:今天先把大厅送了上去

国际空间站

不仅如此,由于设备材料的老化,国际空间站还曾多次发生漏气减压事故。俄罗斯航天局曾计划在2020年关闭空间站,后来又推迟到了2024年。如果国际空间站在2024年退役,中国的“天宫空间站”将有可能成为人类在太空的唯一空间站。

今年4月21日,俄罗斯国家航天集团负责人还宣布将逐步退出国际空间站,如果得到普京总统的批准,俄罗斯准备在2030年前建立自己的太空站。

黄志澄认为,今后30年,空间站将是各国比拼的主战场。

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