一文带你了解天宫空间站

明仔列夫捏 2024-10-28 08:51:24

天宫空间站是我国一个多模块在轨组装的空间实验平台,是规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室,可支持航天员长期在轨生活和工作,额定乘员3人,设计寿命10年。为人类自1986年的和平号空间站及1998年的国际空间站后所建造的第三座大型在轨空间实验平台,是人类目前在轨的两个空间站之一。

经过2021年至2022年间的多次飞行任务,在发射多艘天舟货运飞船、神舟载人飞船及问天实验舱和梦天实验舱与核心舱对接后,天宫空间站关键技术验证和建造阶段规划的12次发射任务于2022年底全部圆满完成,三舱基本构型在轨建成,并在神舟十五号与神舟十四号任务交接期间首次实现了一期“三舱三船”的最大构型与最大承载人数。

天宫空间站于2023年正式转入常态化运营模式,国际合作项目载荷也将陆续进入空间站开展实验。

中国天宫空间站的各组成部分

中国天宫空间站由以下几个主要部分组成:

1. 天和核心舱:作为空间站的管理和控制中心,负责空间站组合体的统一管理和控制,配置兼具气闸舱功能的节点舱和机械臂,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。

核心舱是中国空间站最关键的舱段,之后所有的舱段都将以此为起点进行叠加,因此核心舱的位置也恰好位于空间站的核心部位。

2. 问天实验舱:主要任务是开展舱内和舱外空间科学实验和技术试验,也是航天员的工作生活场所和应急避难场所。问天实验舱配备了航天员出舱活动专用气闸舱、小型机械臂、货物专用气闸舱等支持货物、载荷自动进出舱。

3. 梦天实验舱:主要任务也是开展空间科学实验和技术试验,具备载荷自动进出舱的能力。

4. 巡天光学舱:与空间站主体部分共轨飞行的空间天文台,是中国首个光学波段空间天文望远镜,可避免光害干扰。原定于2023年底发射,现在推迟至2026年12月。

5. 载人飞船(神舟飞船):负责航天员天地往返任务。

6. 货运飞船(天舟飞船):该名称寓意为“往来天地的星汉之舟”,负责空间站及航天员物资补给、推进剂补加以及废弃物销毁。

消失的天宫三号

至于为何没有发射天宫三号,原因是在天宫一号和天宫二号任务进行得非常顺利,技术储备已经足够的情况下,为了节省时间和成本费用,中国载人航天工程总设计师周建平提出了将天宫二号和天宫三号的任务合并的创新想法。

这一决策不仅加快了工程步伐,还节省了大量经费,使得中国空间站项目能够以更高效、经济的方式向前推进。因此,“天宫三号”项目已经取消,直接进入了真正的空间站项目阶段。

此前我国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天,航天员生存所必需的水和氧气,由航天器直接送入太空。如今,为了让航天员实现更久的在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系统。

航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收,排泄的尿液也会回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气,与航天员呼出的二氧化碳,将通过化学反应生成氧气,这也能够降低氧气的补给需求。

核心舱还负担了航天员初期驻留以及科研所需的全部物质条件,从居住区到科研区一应俱全:

配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区6个区域。

这其中,就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居用品;锻炼区配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材,以满足航天员日常锻炼;此外,舱内情景照明可由手机应用软件控制。

为何要建造自己的空间站

中国航天科技集团五院空间站任务总设计师杨宏说,空间站作为长期在轨运行的“太空母港”,是人类历史上规模最大的航天器,可满足航天员长期在轨生活工作,其天然的高真空、微重力、超洁净环境也可以充分用于开展各类科学技术研究,推动科学技术进步。

“因此,空间站工程将产生巨大经济效益和社会效益,已经成为衡量一个国家经济、科技和综合国力的重要标志,受到各航天大国的高度重视。”杨宏说。

空间站建造阶段三步走

然而,国际空间站的合作大门,并未向中国敞开,我们走上了自主研制建造的道路。自上世纪90年代初,我国载人航天工程正式启动,采取“三步走”实施战略——

第一步是载人飞船阶段,在此期间完成了载人飞船的研制,实现了航天员天地往返等目标;

第二步是空间实验室阶段,在这一阶段,我国不仅掌握了出舱、交会对接技术,成功对航天员中期驻留太空进行了验证,还成功验证了推进剂在轨补加技术,完成了运送货物补给等任务;

第三步就是空间站建设阶段,我国将建造长期有人照料的空间站。

功能与目标

科学实验:天宫空间站将用于微重力环境下的生物、材料、物理等领域的研究。科学家可以进行长期实验,观察在地球上无法实现的现象。

国际合作:天宫空间站欢迎国际科学家参与其科学实验,促进国际间的合作与交流。

深空探索:天宫空间站为未来的深空探测任务做准备,积累在太空中长期生活和工作的经验。

中国空间站和国际空间站有何不同?

中国空间站是百吨量级的,在总体规模上不及国际空间站,这主要是在建设思路上按照符合中国国情,有所为、有所不为来考虑,综合当前需求和耗费等因素,不搞国际空间站那么大规模,而是采用规模适度、留有发展空间的思路,既可以满足重大科学研究项目的需要,又同时具备扩展和支持来往飞行器对接的能力。

我国在空间站建设过程中始终追求技术进步,充分采用当代先进技术建造和运营空间站,全面掌握大型空间设施的建造和在轨操作能力;同时注重应用效益,在空间站应用领域将取得重大创新成果,追求运营经济性,走可持续发展的道路。

建成和运营近地载人空间站,将使我国成为独立掌握近地空间长期载人飞行技术,具备长期开展近地空间有人参与科学技术试验和综合开发利用太空资源能力的国家。

天宫空间站是中国的一个重要太空工程,代表了中国在空间科学和技术领域的重大进步。它的建设旨在支持长期载人航天任务,并为未来的深空探索奠定基础。

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