? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 航天時(shí)代?中國空間站?三步走戰(zhàn)略
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2021-07-13? ?青野云麓
空間站作為長期在軌運(yùn)行的“太空母港”,是人類歷史上規(guī)模最大的航天器,可滿足航天員長期在軌生活 工作,其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究,推動科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。
因此,空間站已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)、科技和綜合國力的重要標(biāo)志,受到各航天大國的高度重視。我國自上世紀(jì)90年代初正式啟動載人航天工程,采取“三步走”實(shí)施戰(zhàn)略。目前,中國空間站由我國自主建造,在軌設(shè)計(jì)壽命不小于10年,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部國產(chǎn)化,部組件全部國產(chǎn)化,原材料全部國產(chǎn)化。
有了中國空間站,就意味著中國人在太空有了一個(gè)“家”。空間站系列文章將為您介紹這個(gè)大“家”的由來。
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中國空間站
中國空間站(天宮空間站,英文名稱:Chinese Space Station)一般指的是中華人民共和國計(jì)劃中的一個(gè)空間站系統(tǒng)。預(yù)計(jì)在2022年前后建成。空間站軌道高度為400~450公里,傾角42~43度,設(shè)計(jì)壽命為10年,長期駐留3人,總重量可達(dá)90噸,以進(jìn)行較大規(guī)模的空間應(yīng)用。
1992年,中國政府就制定了載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,建成空間站是發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)。
2021年5月,空間站天和核心艙完成在軌測試驗(yàn)證。5月29日晚,我國在海南文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射天舟二號貨運(yùn)飛船。這是空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的第一次應(yīng)用性飛行。
2021年6月17日9時(shí)22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射此后。6月17日15時(shí)54分,神舟十二號載人飛船與天和核心艙完成自主快速交會對接。6月17日18時(shí)48分,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進(jìn)入天和核心艙,標(biāo)志著中國人首次進(jìn)入自己的空間站。后續(xù),航天員乘組將按計(jì)劃開展相關(guān)工作。7月4日,神舟十二號航天員進(jìn)行中國空間站首次出艙活動。
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發(fā)展歷史
1992年,中國政府就制定了載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略,建成空間站是發(fā)展戰(zhàn)略的重要目標(biāo)。
中科院院士、中科院力學(xué)所研究員胡文瑞在做客上??茀f(xié)大講壇時(shí)表示,按照載人航天階段性規(guī)劃,中國空間站有望于2022年投入運(yùn)轉(zhuǎn),而根據(jù)空間站“五艙”結(jié)構(gòu),首艙或可在2018年前后上天。
空間站工程將繼續(xù)使用已有的神舟飛船、長征2F火箭、發(fā)射場和著陸場。大型空間站的艙室將由正在開發(fā)的長征五號火箭發(fā)射,核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙都是密封加壓艙,核心艙前部的5個(gè)對接口平時(shí)與一艘神舟飛船、兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)艙(即夢天、問天)以及貨運(yùn)飛船天舟對接,最后留有1個(gè)對接口供宇航員出艙活動使用。
建設(shè)大型空間站是中國載人航天三步走戰(zhàn)略的第三步,這個(gè)階段中國將掌握近地軌道空間組裝、近地軌道長時(shí)間有人駐留等技術(shù)。
中科院空間應(yīng)用工程與戰(zhàn)略規(guī)劃研究室副主任張偉表示:“我國載人航天事業(yè)在2020年將進(jìn)入載人空間站階段,神舟系列載人飛船、天舟一號貨運(yùn)飛船、核心艙天和以及實(shí)驗(yàn)艙夢天、問天已箭在弦上。到2024年,(上述空間站)有望成為全世界唯一在軌運(yùn)行的空間站?!?/span>
長征五號B運(yùn)載火箭首飛成功后,我國將先后發(fā)射天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙,進(jìn)行空間站基本構(gòu)型的在軌組裝建造;期間,規(guī)劃發(fā)射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運(yùn)飛船,進(jìn)行航天員乘組輪換和貨物補(bǔ)給。中國空間站核心艙已完成正樣產(chǎn)品總裝,問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙正在開展初樣研制;空間科學(xué)應(yīng)用載荷已陸續(xù)轉(zhuǎn)入正樣研制,執(zhí)行空間站建造階段四次飛行任務(wù)的航天員乘組已經(jīng)選定,正在開展任務(wù)訓(xùn)練。我國第三批預(yù)備航天員選拔工作將于2020年7月前后完成。
2021年2月16日,從中國載人航天工程辦公室獲悉,執(zhí)行中國空間站建造階段載人飛行任務(wù)的首批航天員乘組已進(jìn)入強(qiáng)化沖刺訓(xùn)練階段;經(jīng)過一年的艱苦訓(xùn)練,已基本完成預(yù)定科目訓(xùn)練,正在著重開展出艙活動等訓(xùn)練。
2021年6月16日上午,神舟十二號載人飛行任務(wù)新聞發(fā)布會在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心召開。中國載人航天工程辦公室主任助理季啟明介紹說,神舟十二號載人飛行任務(wù)作為我國空間站階段的首次載人飛行,神舟十二號載人飛行任務(wù)承上啟下,十分關(guān)鍵??傮w來看,神舟十二號載人飛行任務(wù)有四大特點(diǎn),將為后續(xù)空間站建造及應(yīng)用發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),積累寶貴經(jīng)驗(yàn)。
2021年6月17日9時(shí)22分,搭載神舟十二號載人飛船的長征二號F遙十二運(yùn)載火箭,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射。此后,神舟十二號載人飛船與火箭成功分離,進(jìn)入預(yù)定軌道,順利將聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員送入太空,飛行乘組狀態(tài)良好,發(fā)射取得圓滿成功。
2021年6月17日,據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,神舟十二號載人飛船入軌后順利完成入軌狀態(tài)設(shè)置,于北京時(shí)間2021年6月17日15時(shí)54分,采用自主快速交會對接模式成功對接于天和核心艙前向端口,與此前已對接的天舟二號貨運(yùn)飛船一起構(gòu)成三艙(船)組合體,整個(gè)交會對接過程歷時(shí)約6.5小時(shí)。這是天和核心艙發(fā)射入軌后,首次與載人飛船進(jìn)行的交會對接。
北京時(shí)間2021年6月17日18時(shí)48分,航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先后進(jìn)入天和核心艙,標(biāo)志著中國人首次進(jìn)入自己的空間站。后續(xù),航天員乘組將按計(jì)劃開展相關(guān)工作。
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建成時(shí)間
中國空間站
2014年9月10日,第27屆太空探索者協(xié)會年會在北京召開。年會中方組委會主席楊利偉稱,中國在2016年9月15號發(fā)射天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室,隨后2016年10月下旬發(fā)射神舟11號載人飛船和天舟一號貨運(yùn)飛船,并與“天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室”對接,將在2022年前后完成中國空間站的建造。
中國航天科技集團(tuán)董事長雷凡培在中國航天事業(yè)創(chuàng)建60周年之際透露,中國計(jì)劃2018年前后發(fā)射空間站試驗(yàn)性核心艙,2022年前后發(fā)射20噸級艙段組合的空間站。到2024年國際空間站退役并墜毀時(shí),中國有可能成為全球唯一擁有空間站的國家。
雷凡培表示,中國空間站建設(shè)方案已確定??臻g站包括一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,有多個(gè)交會對接口,能實(shí)現(xiàn)多飛行器同時(shí)對接。2018年前后,空間站試驗(yàn)性核心艙將由長征五號重型運(yùn)載火箭送入軌道。2022年前后,我國將研制并發(fā)射基本模塊為20噸級艙段組合的空間站。
2017年4月20日,中國載人航天副總指揮史張育林接受采訪表示,空間站任務(wù)進(jìn)展順利,核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙都按照計(jì)劃加緊研制,總體上講,各項(xiàng)研制工作的關(guān)鍵技術(shù)均已突破,初樣階段的工作正有序進(jìn)行。按照計(jì)劃,在2019年左右要進(jìn)行核心艙的發(fā)射。
空間站建成后,每年與載人飛船、貨運(yùn)飛船對接若干次進(jìn)行補(bǔ)給,在400公里左右的軌道高度上維持設(shè)計(jì)壽命十年的運(yùn)行。屆時(shí),中國將成為繼俄羅斯之后,以一國之力獨(dú)自完成空間站建設(shè)的國家,航天員在空間站駐留可達(dá)一年以上。
目標(biāo)任務(wù)
按照空間站建造任務(wù)規(guī)劃,2021年和2022年我國將接續(xù)實(shí)施11次飛行任務(wù),包括3次空間站艙段發(fā)射,4次貨運(yùn)飛船以及4次載人飛船發(fā)射,于2022年完成空間站在軌建造,實(shí)現(xiàn)中國載人航天工程三步走發(fā)展戰(zhàn)略第三步的任務(wù)目標(biāo)。
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開展能力
空間站擬按長期載3人狀態(tài)設(shè)計(jì),運(yùn)營階段每半年由載人飛船實(shí)施人員輪換,而初期將采用人員間斷訪問方式。載人空間站建成后,將成為中國空間科學(xué)和新技術(shù)研究實(shí)驗(yàn)的重要基地,在軌運(yùn)營10年以上。
中國載人航天工程第三步的空間站建設(shè),初期將建造三個(gè)艙段,包括一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,每個(gè)規(guī)模20多噸?;緲?gòu)型為T字形,核心艙居中,實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ分別連接于兩側(cè)。
核心艙前端設(shè)兩個(gè)對接口,接納載人太空船對接和停靠;后端設(shè)后向?qū)涌?,用于貨運(yùn)飛船??垦a(bǔ)給。站上設(shè)氣閘艙用于太空人出艙,配置機(jī)械臂用于輔助對接、補(bǔ)給、出艙和科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
隨后,空間站運(yùn)營期間,最多的時(shí)候,將有一艘貨運(yùn)飛船、兩艘載人飛船。整個(gè)系統(tǒng)加起來將達(dá)90多噸。
中國空間站具備開展能力。在運(yùn)營階段,將可以根據(jù)科學(xué)研究的需要增加新的艙段,擴(kuò)展規(guī)模和應(yīng)用能力。
空間站的一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,將由大型運(yùn)載火箭長征五號B發(fā)射;貨運(yùn)飛船和載人飛船增加則由中型運(yùn)載火箭長征七號發(fā)射。
中國載人航天工程辦公室負(fù)責(zé)人稱,自發(fā)布之日起,中國載人航天工程啟用新的標(biāo)識,載人空間站及貨運(yùn)飛船有關(guān)文件與宣傳文稿一律使用新的規(guī)范名稱和代號。
節(jié)能典范
中國空間站研發(fā)面臨很多技術(shù)上的挑戰(zhàn),將以更先進(jìn)的控制技術(shù)、能源技術(shù)、再生技術(shù),將空間站打造成節(jié)能典范。
要為航天員的生活、工作、實(shí)驗(yàn)提供很好的條件,保證滿足空間科學(xué)研究的需要,相應(yīng)對空間站規(guī)模和性能提出要求。這就需要利用最新的科技成果,提高空間站對人的保障能力;掌握更好的控制技術(shù),進(jìn)一步提升空間站姿態(tài)穩(wěn)定度、微重力水平。
空間站要長期運(yùn)營,需考慮經(jīng)濟(jì)性問題,如何通過綠色、再生技術(shù)等,提高空間站物資循環(huán)利用率,減少地面補(bǔ)給需要,實(shí)現(xiàn)資源再利用,譬如,用廢水、尿液制造氧氣,對二氧化碳等人體廢棄物進(jìn)行的再生去除等。
空間站還需要更大規(guī)模的供電能力。光電和太陽能在地面都有應(yīng)用,空間上會更重視利用太陽能發(fā)電,進(jìn)一步提高太陽電池發(fā)電效率,提高儲能電池效率及壽命、可靠性安全性。
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文明進(jìn)步
2022年空間站建好后,將隨即投入正常運(yùn)營,開展科學(xué)研究和太空實(shí)驗(yàn),促進(jìn)中國空間科學(xué)研究進(jìn)入世界先進(jìn)行列,為人類文明發(fā)展進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。考慮到當(dāng)前需求和耗費(fèi)等因素,中國不搞國際空間站這么大規(guī)模的空間站,考慮的規(guī)模是適度的,可以滿足重大科學(xué)研究項(xiàng)目的需要,而擴(kuò)展能力的設(shè)計(jì)將使我們能根據(jù)科學(xué)前沿的發(fā)展需求,提供更為強(qiáng)大的支持能力。
中國空間站建設(shè)將瞄準(zhǔn)掌握空間站建造技術(shù),用與時(shí)代同步的技術(shù),建造有中國特色、時(shí)代特征的空間站。中國的空間站也將為全球科學(xué)家提供科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)機(jī)會,滿足最新最好的空間探索及空間資源利用等科研需要,使中國載人航天發(fā)展進(jìn)入探索科學(xué)前沿、開發(fā)空間資源、造福人類社會的新階段。
建造情況
建設(shè)規(guī)劃
1992年9月21日,中國政府決定實(shí)施載人航天工程,并確定了三步走的發(fā)展戰(zhàn)略。
第一步,發(fā)射載人飛船(即神舟號飛船),建成初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn);
第二步,在第一艘載人飛船發(fā)射成功后,突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術(shù),并利用載人飛船技術(shù)改裝、發(fā)射一個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題;
第三步,建造載人空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。
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建造歷程
2008年9月,神舟七號升空,實(shí)現(xiàn)航天員太空行走;
2011年9月,天宮一號空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射升空。
2011年11月神舟八號發(fā)射升空,實(shí)現(xiàn)無人對接。
2012年6月神舟九號發(fā)射成功,實(shí)現(xiàn)中國首次載人交會對接。
2013年6月神舟十號發(fā)射成功,完成再一次載人交會對接任務(wù)。
2014年9月10日,楊利偉稱,將在2022年前后完成中國空間站的建造。
2016年9月天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室發(fā)射升空。
2016年10月神舟十一號載人艙發(fā)射升空,與天宮二號對接。
2016年,聯(lián)合國與中國載人航天工程辦公室簽署《利用中國空間站開展國際合作諒解備忘錄》,商定利用中國空間站為各國提供科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)會,并在未來為他國航天員或載荷專家提供在軌飛行機(jī)會。
2017年3月2日,全國政協(xié)委員、中國航天科技集團(tuán)公司科技委主任包為民表示,中國空間站核心艙已于2016年底完成總裝,進(jìn)入整艙測試階段,預(yù)計(jì)2018年發(fā)射升空。
2017年4月20日天舟一號貨運(yùn)飛船發(fā)射升空,完成與天宮二號對接和推進(jìn)劑補(bǔ)加試驗(yàn)。
2019年6月12日,中國載人航天工程辦公室和聯(lián)合國外層空間事務(wù)辦公室在維也納聯(lián)合宣布,來自17個(gè)國家的9個(gè)項(xiàng)目從42項(xiàng)申請中脫穎而出,成為中國空間站科學(xué)實(shí)驗(yàn)首批入選項(xiàng)目。這標(biāo)志著中國空間站國際合作進(jìn)入新階段。
2019年11月17日,中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師、中國工程院院士周建平在第四屆(2019)中國人因工程高峰論壇上說,中國將在2022年前后完成空間站建造并開始運(yùn)營,空間站的近期規(guī)模為100噸,可載3人。
2020年5月5日18時(shí),為中國載人空間站工程研制的長征五號B運(yùn)載火箭,搭載新一代載人飛船試驗(yàn)船和柔性充氣式貨物返回艙試驗(yàn)艙在文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空,首飛任務(wù)取得圓滿成功,為中國空間站在軌建造任務(wù)奠定了重要基礎(chǔ)。
2020年10月1日,第三批18名預(yù)備航天員加入航天員隊(duì)伍,包括7名航天駕駛員、7名航天飛行工程師和4名載荷專家,他們參加空間站運(yùn)營階段各次飛行任務(wù)。
2021年1月,中國空間站天和核心艙、天舟二號貨運(yùn)飛船、空間應(yīng)用系統(tǒng)核心艙任務(wù),分別順利通過主管部門組織的出廠評審,標(biāo)志著中國空間站建造即將轉(zhuǎn)入任務(wù)實(shí)施階段。
2021年4月23日上午,空間站天和核心艙與長征五號B遙二運(yùn)載火箭組合體在中國文昌航天發(fā)射場垂直轉(zhuǎn)運(yùn)至發(fā)射區(qū),意味著中國空間站建設(shè)大幕已經(jīng)開啟。
2021年4月29日11時(shí),長征五號B遙二運(yùn)載火箭搭載空間站天和核心艙,在海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。
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空間站的基本組成
中國空間站包括核心艙、實(shí)驗(yàn)艙夢天、實(shí)驗(yàn)艙問天、載人飛船(即已經(jīng)命名的“神舟”號飛船)和貨運(yùn)飛船(天舟一號飛船)五個(gè)模塊組成。各飛行器既是獨(dú)立的飛行器,具備獨(dú)立的飛行能力,又可以與核心艙組合成多種形態(tài)的空間組合體,在核心艙統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)同工作,完成空間站承擔(dān)的各項(xiàng)任務(wù)。
核心艙
全長約18.1米,最大直徑約4.2米,發(fā)射質(zhì)量20-22噸。核心艙模塊分為節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙和資源艙。
主要任務(wù)包括為航天員提供居住環(huán)境,支持航天員的長期在軌駐留,支持飛船和擴(kuò)展模塊對接??坎㈤_展少量的空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn),是空間站的管理和控制中心。 [16]?
核心艙有五個(gè)對接口,可以對接一艘貨運(yùn)飛船、兩艘載人飛船和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,另有一個(gè)供航天員出艙活動的出艙口。
實(shí)驗(yàn)艙
全長均約14.4米,最大直徑均約4.2米,發(fā)射質(zhì)量均約20-22噸。
空間站核心艙以組合體控制任務(wù)為主,實(shí)驗(yàn)艙II以應(yīng)用實(shí)驗(yàn)任務(wù)為主,實(shí)驗(yàn)艙I兼有二者功能。實(shí)驗(yàn)艙I、II先后發(fā)射,具備獨(dú)立飛行功能,與核心艙對接后形成組合體,可開展長期在軌駐留的空間應(yīng)用和新技術(shù)試驗(yàn),并對核心艙平臺功能予以備份和增強(qiáng)。
貨運(yùn)飛船
最大直徑約3.35米,發(fā)射質(zhì)量不大于13噸。貨運(yùn)飛船是空間站的地面后勤保障系統(tǒng)。
主要任務(wù),一是補(bǔ)給空間站的推進(jìn)劑消耗,空氣泄漏,運(yùn)送空間站維修和更換設(shè)備,延長空間站的在軌飛行壽命;二是運(yùn)送航天員工作和生活用品,保障空間站航天員在軌中長期駐留和工作;三是運(yùn)送空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和用品,支持和保障空間站具備開展較大規(guī)??臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用的條件。
貨運(yùn)飛船命名為天舟貨運(yùn)飛船,采用模塊化設(shè)計(jì),具有全密封貨艙、半密封/半開放貨艙、全開放貨艙三種構(gòu)型,可以把不同的載荷包括小型艙段運(yùn)輸上去,由航天員和機(jī)械臂將其裝配到空間站上。
發(fā)射該飛船的是新研制的長征七號運(yùn)載火箭。
2021年5月29日晚,我國在海南文昌航天發(fā)射場準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射天舟二號貨運(yùn)飛船。這是空間站貨物運(yùn)輸系統(tǒng)的第一次應(yīng)用性飛行。
航天員
中國的航天員都是從現(xiàn)役空軍飛行員中選拔,主要承擔(dān)航天器駕駛?cè)蝿?wù)??臻g站將開展太空科學(xué)實(shí)驗(yàn),除了良好的身體素質(zhì)這個(gè)共性要求外,未來需要不同類型的航天員,尤其是工程師和科學(xué)家,這是未來選拔航天員的一個(gè)主要方向。
未來艙段
中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平介紹說,中國空間站未來還將單獨(dú)發(fā)射一個(gè)十幾噸的光學(xué)艙,與空間站保持共軌飛行狀態(tài),并計(jì)劃在光學(xué)艙里架設(shè)一套口徑兩米的巡天望遠(yuǎn)鏡,分辨率與哈勃相當(dāng),視場角是哈勃的300多倍。在軌10年,可以對40%以上的天區(qū),約17500平方度天區(qū)進(jìn)行觀測。
報(bào)警系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)雙重保障
空間站建成后,航天員需要長期在軌執(zhí)行任務(wù),所以在空間站內(nèi)部特別設(shè)計(jì)了一套報(bào)警系統(tǒng)。聲光電的這種報(bào)警系統(tǒng),如果真的是發(fā)生了故障,可以及時(shí)去通報(bào)航天員,然后就算航天員在休息,也可以通報(bào)航天員,然后進(jìn)行處置。
除此之外,為了進(jìn)一步保障航天員的安全,在地面系統(tǒng)也配置預(yù)警設(shè)備,對空間站進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。有了報(bào)警系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)的雙重保障,這樣一來即便在太空中,航天員也能夠?qū)崿F(xiàn)與地面人員同步的作息時(shí)間。
如果在軌發(fā)生了故障,我地面也可以及時(shí)進(jìn)行處置。所以相當(dāng)于這種地面和天上一體化的設(shè)計(jì),最終保證目前的后續(xù)的航天員在軌可以達(dá)到這種同步的作息,不需要再有一個(gè)航天員專門不睡覺來進(jìn)行值守,這個(gè)是可以實(shí)現(xiàn)的。
空間實(shí)驗(yàn)室
空間實(shí)驗(yàn)室是開展空間試驗(yàn)活動的載人航天飛行器,規(guī)模上小于空間站,是空間站的雛形。空間實(shí)驗(yàn)室的主要任務(wù)是:突破并掌握飛行器空間交會對接及組合體控制技術(shù);突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運(yùn)飛船補(bǔ)加等關(guān)鍵技術(shù);驗(yàn)證天地往返運(yùn)輸飛船的性能和功能;先期考核空間站建造相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)。?
中國的天宮一號是交會對接目標(biāo)飛行器,天宮二號是為了載荷要求進(jìn)行改裝,原本還有天宮三號,但研制隊(duì)伍通過優(yōu)化設(shè)計(jì)和挖潛,將天宮三號的試驗(yàn)任務(wù)全部合并到了天宮二號上進(jìn)行,這樣就節(jié)省了天宮三號和為天宮三號服務(wù)的飛船的成本,轉(zhuǎn)而直接發(fā)射空間站的試驗(yàn)核心艙,以實(shí)現(xiàn)低成本、跨越式的發(fā)展。?
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空間站建設(shè)動態(tài)
空間站的核心艙命名為“天和”,是中國空間站的管理和控制中心,全長16.6米,最大直徑4.2米,發(fā)射質(zhì)量22.5噸,可支持3名航天員長期在軌駐留,支持開展艙內(nèi)外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn),是我國目前研制的最大的航天器。
新一代載人飛船試驗(yàn)船是為我國近地空間站運(yùn)營和后續(xù)載人月球探測等任務(wù)研制,全長8.8米,發(fā)射質(zhì)量21.6噸,具備高安全、高可靠、適應(yīng)多任務(wù)和模塊化設(shè)計(jì)特點(diǎn),主要用于驗(yàn)證氣動熱防護(hù)、再入控制和群傘減速回收等關(guān)鍵技術(shù)。
據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,截至2020年1月20日,空間站核心艙初樣產(chǎn)品和新一代載人飛船試驗(yàn)船,經(jīng)過大約一周的海陸運(yùn)輸,已先后安全運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場,將分別參加長征五號B運(yùn)載火箭發(fā)射場合練及首飛任務(wù),標(biāo)志著中國空間站在軌建造任務(wù)即將拉開序幕。
長征五號B運(yùn)載火箭主要用于空間站艙段等近地軌道大型航天器發(fā)射任務(wù),是在長征五號運(yùn)載火箭基礎(chǔ)上改進(jìn)研制的新型火箭,根據(jù)空間站任務(wù)要求新研制了大型整流罩,并對全箭進(jìn)行了適應(yīng)性改造?;鸺L約53.7米,芯一級直徑5米,捆綁4個(gè)直徑3.35米助推器,整流罩長20.5米、直徑5.2米,采用無毒無污染的液氧、液氫和煤油作為推進(jìn)劑,起飛質(zhì)量約849噸,近地軌道運(yùn)載能力不小于22噸。
據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,為載人空間站工程新研制的長征五號B遙一運(yùn)載火箭,按照流程完成出廠前各項(xiàng)研制工作,于2020年2月5日安全運(yùn)抵文昌航天發(fā)射場,后續(xù)將與先期運(yùn)抵的空間站核心艙初樣產(chǎn)品一同參加發(fā)射場合練,之后執(zhí)行首飛任務(wù)。
此外,據(jù)中國航天科技集團(tuán)有限公司五院載人飛船系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師張柏楠在2019年3月11日表示,2022年前我國飛船將告別“訂制”,開始小批量生產(chǎn)。
價(jià)值意義
據(jù)了解,中國要把空間站建成開展大規(guī)??臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用的太空實(shí)驗(yàn)基地。張偉指出,“與前期任務(wù)相比,我國載人航天事業(yè)將更加開放,包括國際和國內(nèi)兩個(gè)方面。與此同時(shí),有望產(chǎn)出一大批重大科學(xué)成果,突破一大批核心關(guān)鍵技術(shù),獲得無法估量的經(jīng)濟(jì)和社會效益。例如,開展國際前沿的量子調(diào)控與光傳輸研究將有力促進(jìn)世界量子通信技術(shù)的發(fā)展,甚至引發(fā)通信革命。”
空間科學(xué)研究的應(yīng)用前景十分廣闊。張偉分類介紹說,比如空間生物學(xué)研究應(yīng)用方面,可以為培育優(yōu)良物種、探索疾病機(jī)理、研發(fā)生物藥物、改進(jìn)人類健康而服務(wù);微重力流體與燃燒研究應(yīng)用方面,可以促進(jìn)新型清潔能源開發(fā)、改善地球環(huán)境;空間材料研究應(yīng)用方面,開展空間材料加工、先進(jìn)材料制備等研究,探索和揭示材料物理和化學(xué)過程規(guī)律,可以改進(jìn)地面材料加工與生產(chǎn)工藝,研發(fā)與生產(chǎn)先進(jìn)材料,推動工業(yè)技術(shù)進(jìn)步。
“大家可能不知道,日常生活中的方便面、耐克鞋氣墊都是從航天員的食物和穿戴用品中民用化而研制出來的,而先進(jìn)超聲診斷與遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)等更是空間科學(xué)研究給人類帶來的福音,國際空間站開發(fā)的靶向藥物輸送技術(shù)已經(jīng)用于乳腺癌治療臨床試驗(yàn),預(yù)計(jì)將獲得廣泛應(yīng)用?!睆垈ケ硎荆翱茖W(xué)發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步歸根到底是為了服務(wù)國家、造福民眾。”
中國空間站向世界開放,展現(xiàn)了中國航天越來越強(qiáng)大的實(shí)力。中國有著幾千年的“問天”夢。從1970年東方紅一號衛(wèi)星成功發(fā)射拉開中國探索宇宙奧秘的序幕,中國航天通過自力更生、自主創(chuàng)新,不斷打破國外技術(shù)的封鎖和壟斷,解決了一大批“卡脖子”的關(guān)鍵難題,大大縮小了與世界的差距。從神舟飛船載人遨游太空到“嫦娥”奔月探索未知,從北斗衛(wèi)星組網(wǎng)導(dǎo)航到“天宮二號”搭建中國“太空之家”,中國航天取得了一項(xiàng)項(xiàng)舉世矚目的成就,完成了眾多人類探索創(chuàng)舉。眾多國家申請參與中國空間站合作,充分印證了中國航天的實(shí)力,表明中國航天技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)正在受到越來越多國家的認(rèn)可。
中國空間站向世界開放,是促進(jìn)人類和平利用太空的一次生動實(shí)踐。外太空是屬于全人類共同的財(cái)富,而不是個(gè)別國家或個(gè)人的私產(chǎn);和平探索利用外太空是世界各國平等享有的權(quán)利。20世紀(jì)以來,人類寫下了宇宙探索的輝煌篇章。然而個(gè)別大國卻對他國航天事業(yè)一味持?jǐn)骋晳B(tài)度,大搞技術(shù)壟斷,孤立乃至阻斷他國航天事業(yè)發(fā)展,甚至不惜將外太空軍事化,封鎖人類進(jìn)一步探索外太空的夢想。世界多國參與中國空間站合作項(xiàng)目,是人類探索未知、延展視野的又一次全球合作行動。世界各國通過中國空間增進(jìn)互信合作,將積累更多航天技術(shù)和經(jīng)驗(yàn),推動人類航天事業(yè)達(dá)到新的高峰。
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中國空間站向世界開放,彰顯了太空治理中的中國責(zé)任與擔(dān)當(dāng)。中國十分重視太空探索和航天科技創(chuàng)新,同時(shí)也愿同世界各國攜手合作,和平探索開發(fā)和利用太空。中國空間站向世界敞開合作大門,是歷史上此類項(xiàng)目首次向所有聯(lián)合國會員國開放,無論國家、組織還是私營實(shí)體、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu),均可平等參與,充分體現(xiàn)出中國以開放包容的心態(tài)與世界分享中國航天事業(yè)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù),生動詮釋了中國航天合作的多邊主義理念。與此同時(shí),中國空間站合作也充分關(guān)注了發(fā)展中國家需求,提供了眾多利用中國空間站開展應(yīng)用實(shí)驗(yàn)的機(jī)會,將有效幫助發(fā)展中國家跨越航天技術(shù)發(fā)展鴻溝,共同參與太空治理,實(shí)現(xiàn)太空和平開發(fā)利用。
建設(shè)和運(yùn)營空間站是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)、科技和綜合國力的重要標(biāo)志。在近地軌道建造和運(yùn)營空間站,可以長期開展有人參與的、大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn),能夠極大地促進(jìn)空間科學(xué)、生命科學(xué)等空間技術(shù)發(fā)展,輻射帶動相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)創(chuàng)新。中國空間站的建造運(yùn)營將為人類開展深空探索儲備技術(shù)、積累經(jīng)驗(yàn),是中國為人類探索宇宙奧秘、和平利用外太空、推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體作出的積極貢獻(xiàn)。