“天和”出征!中国空间站开启“下饺子”模式

作者: 徐焕然

来源: 学术头条

发布日期: 2021-04-29

中国空间站“天和”核心舱发射升空,标志着中国空间站建设大幕开启,计划在2022年前后完成空间站在轨建造。今明两年将实施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。中国空间站的建设不仅将推动中国航天进入新阶段,也将对全球载人航天力量格局产生影响。

今天中午,“天和”核心舱将搭乘长征五号B遥二运载火箭从海南文昌发射场发射升空,承载着中华民族载人航天梦想的“天宫”空间站也正式开启了为期两年的建设之路。

空间站“天和”核心舱的发射,意味着中国空间站建设大幕已经开启,中国航天也步入一个全新的时代。

据了解,此次发射的“天和”号核心舱长16.6米、最大直径4.2米,重量达到22.5吨,能满足3名宇航员长期在轨驻留需求。

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,是我国载人航天工程“三步走”发展战略中第三步任务目标。2020年5月,长征五号B运载火箭首飞任务取得圆满成功,实现了空间站阶段飞行任务首战告捷,拉开了我国载人航天工程“第三步”任务序幕。根据任务安排,后续将实施一系列飞行任务,于2022年前后完成空间站在轨建造,建成在轨稳定运行的国家太空实验室。

我国载人航天工程已经全面转入空间站在轨建造任务阶段,今年将陆续实施空间站核心舱发射、货运补给、载人飞行等多次任务。

按照此前公布的空间站建造任务规划,今明两年将接续实施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,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。

而环顾全球,人类的长期在轨驻扎事业却似乎迎来了瓶颈期。国际空间站(ISS)在轨运行已经超过20年,日渐衰朽;美俄两国在航天合作商矛盾频出,俄罗斯准备另立门户;美国则积极鼓励商业力量进入太空领域……这种背景下,“天宫”的建成及日后运营无疑有望改变未来世界的载人航天力量格局,帮助中国发出自己的声音。

相比于“礼炮”系列距今已经半个世纪的历史,我国的空间站项目起步较晚。上世纪90年代,我国载人航天工程确立了“三步走”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,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。

2011年9月29日,中国研制的第一个空间实验室“天宫一号”才在酒泉卫星发射中心成功发射。天宫一号由实验舱和资源舱组成,先后与神舟八号、神舟九号、神舟十号三艘飞船对接,帮助我国掌握了空间交会对接技术以及为建设空间站积累经验。2016年9月15日,我国第一个真正意义上的空间实验室天宫二号成功发射入轨,次年4月20日,首艘货运飞船天舟一号发射升空,解决了空间站建造和长期运营所需的太空货物运输问题。

天舟一号和天宫二号的多次“太空加油”使我国成为世界上第三个掌握推进剂在轨补加技术的国家,两者进行的绕飞和自主快速交会对接,则是对未来空间站技术的预先试验。至此,我国载人航天推进至空间站时代。

不过,天宫一号和天宫二号已分别于2018年4月2日和2019年7月19日受控离轨并再入大气层坠毁,茫茫太空亟待新的空间站。相比于天宫一号和天宫二号,此次建设的“天宫”空间站可以说是实现了跨越式的进步。

据全国政协委员、中国载人航天工程总设计师周建平介绍,中国空间站总体构型是3个舱段,包括“天和”核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型,可在轨运营10年以上。其中,“天和”核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,有五个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口,是未来空间站的管理和控制中心。

核心舱在设计上较过去有了很大突破,供航天员工作生活的空间约50立方米,未来加上两个实验舱后,整体能够达到110立方米,可支持3名航天员长期在轨驻留。除此之外,未来会单独发射一个十几吨的光学舱,与空间站保持共轨飞行状态。“计划在光学舱里架设一套口径两米的巡天望远镜,分辨率与哈勃相当,视场角是哈勃的300多倍。如果在轨十年,可以对百分之四十以上的天区,约一万七千五百平方度天区进行观测。”周建平说。

2020年11月2日,国际空间站度过了它的“20岁”生日。在这7300天里,这个价值1500亿美元的空间站接待了来自19个国家的241名宇航员,并完成了3000多个科学实验。但辉煌的成绩也意味着其已经愈发临近最终服役期限。而且,国际空间站的运行成本非常高,仅NASA每年需要支付的成本就达30-40亿美元,这使得多数成员国萌生退意。

根据规划,国际空间站被正式批准运行到2024年12月,最晚不会延期至2028年后。所以各主要参与国都开始积极谋划“后国际空间站”时代的太空战略。在这方面较为积极的是俄罗斯。俄罗斯副总理Yuri Borisov本月在接受国家电视台采访时提出了俄罗斯推出国际空间站项目的可能性。据塔斯社报道,俄罗斯对国际空间站目前的状况不太满意。

鲍里索夫指出,俄罗斯现有的承诺只延续到2024年底,在那之后,俄罗斯将专注于建设自己的空间站,并计划于在2030年之前投入使用。但考虑到俄罗斯航天部门日渐捉襟见肘的财务状况和国际发射市场上SpaceX的挤压,这个时间表能不能按时兑现恐怕只有俄罗斯人自己清楚。

转过来再看美国方面,今年3月23日,NASA举行了关于“商业近地轨道目的地”(commercial LEO destinations)的在线行业简报,表明该机构正在考虑将商业公司纳入到未来空间站的规划中来。就目前的成果来看,的确有多家美国商业航天公司先后公布了“商业空间站”项目的PPT。例如,总部位于休斯敦的Axiom Space公司计划将国际空间站作为其在建立自家空间站的跳板。

Axiom公司的目标是在2024年开始向国际空间站发射新的商业模块,为轨道实验室上的宇航员提供更多生活和研究空间。而且,当国际空间站退役时,Axiom空间站将完成建设并分离独立运行。另外,总部位于加州的Orion Span公司也计划建立自己的近地轨道空间站,名为Aurora。该公司表示,该空间站可能在今年年底发射,并在明年开始为客户提供服务。

更不要说还有早早放出风声要筹建商业空间站的Nanorack、Sierra Nevada和蓝色起源。但梦想丰满,现实骨感!商业空间站的鼻祖Bigelow Aerospace的遇挫使得整个商业空间站赛道都变得不再那么平坦。去年3月23日,已经成立20多年商业空间站公司Bigelow Aerospace宣布因为新冠疫情解雇了其所有员工,公司正在停止运营。

而在此之前,该公司一直致力于充气式可扩展模块(BEAM)的设计与建造,其2016年4月发射的BEAM至今仍安装在国际空间站上,用于存储和一些额外的测试。对于公司的结局,Bigelow Aerospace的创始人Robert Bigelow表示,“该行业要想成熟,在一段时间内,政府必须提供大量补贴。”而这也足见商业空间站的风险性。

走出地球、奔向宇宙是人类千百年来的愿望,这映衬了我们智人这一物种对未知的好奇心和探索的勇气,而空间站恰恰是实现常驻太空的第一步。站在2021年的历史节点向后看,中国很有希望在未来十多年的空间站建设运营上拔得头筹,这对我们来说既是机遇,也是考验。

UUID: 286a0b50-2f0e-4455-b0b4-27f796231051

原始文件名: /home/andie/dev/tudou/annot/AI语料库-20240917-V2/AI语料库/学术头条公众号-pdf2txt/学术头条2021年/2021-04-29_“天和”出征!中国空间站开启“下饺子”模式,两年11次密集发射,3次舱段、4次货运、4次载人发射.txt

是否为广告: 否

处理费用: 0.0082 元