開啟新征程 中國空間站在軌組裝建造全面展開

2021年04月30日07:05  來源:科技日報
 
原標題:開啟新征程 中國空間站在軌組裝建造全面展開

我國載人航天工程再次開啟新征程。

4月29日11時23分,搭載空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發射場點火升空,約494秒后,天和核心艙與火箭成功分離,進入預定軌道,12時36分,太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常,發射任務取得圓滿成功。這標志著中國空間站在軌組裝建造全面展開。

按照空間站建造任務規劃,我國將於2022年完成空間站在軌建造。

“建成和運營近地載人空間站將使我國成為獨立掌握近地空間長期載人飛行技術,具備長期開展近地空間有人參與科學技術試驗和綜合開發利用太空資源能力的國家。”航天科技集團五院空間站任務總指揮王翔介紹說。

載人航天“第三步”首顆航天器

中國空間站意味著中國人在太空有了一個“家”。

據王翔介紹,作為人類歷史上規模最大的航天器,空間站是一種在近地軌道長時間運行,可滿足航天員長期在軌生活、工作以及地面航天員尋訪的載人航天器,代表了當今航天領域最全面、最復雜、最先進和最綜合的科學技術成果。

空間站工程是我國載人航天工程“三步走”的第三步,天和核心艙則是第三步發射的首顆航天器。上世紀90年代初,我國載人航天工程正式啟動,第一步是載人飛船階段,在此期間完成了載人飛船的研制,實現了航天員天地往返等目標。第二步是空間實驗室階段,在這一階段,不僅掌握了出艙、交會對接技術,成功對航天員中期駐留太空進行了驗証,還成功驗証了推進劑在軌補加技術,完成了運送貨物補給等任務。第三步是空間站建設階段,我國將建造長期有人照料的空間站。

據航天科技集團五院空間站任務總設計師楊宏介紹,天和核心艙全長16.6米,最大直徑4.2米, 發射質量22.5噸,是未來空間站的管理和控制中心,可支持3名航天員長期在軌駐留,支持開展艙內外空間科學實驗和技術試驗,是我國目前研制的最大的航天器。

經過科學慎重的遴選,空間站上將搭載安裝包括生物學、材料科學、基礎物理、微重力、流體等類別相關的科學研究實驗設施。據悉,空間站上將部署25個先進科學實驗櫃、艙外載荷安裝平台以及共軌飛行的巡天望遠鏡,提供空間科學實驗條件,解決大規模空間應用問題。

舒適便利的“太空之家”

空間站建設是一個漫長的過程,就像“搭積木”一樣,核心艙是第一個上天的艙段,是整個空間站最基礎的部分,之后所有的艙段都將以此為起點進行疊加。

“麻雀雖小,五臟俱全”,核心艙除含有全套生命維持裝置外,還負擔了航天員初期駐留以及科研所需的全部物質條件——從居住區到科研區一應俱全。

據航天科技集團五院航天專家介紹,核心艙在設計上較過去有了很大突破,供航天員工作生活的空間約50立方米,未來加上兩個實驗艙后,整體能夠達到110立方米。長度超過5層樓房,直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少。不僅活動空間大,航天員在空間站的補給也得到更好保障。

為了讓航天員實現更長時間的在軌停留,空間站設計了完整的可再生生命保障系統。航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水方式回收,排泄的尿液也會回收淨化,重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時產生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳,將通過化學反應生成氧氣,這也能夠降低氧氣的補給需求。

硬件之外,“太空之家”的軟件也不在話下。在天和核心艙的密封艙內,就餐區配置了微波爐、冰箱、飲水機、折疊桌等家居,還配置了太空跑台、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材。

此外,艙內情景照明可由手機App控制。說到手機,核心艙不僅配上了,可以實現在軌航天員之間通話,還配了天地視頻通話設備,可以實現與地面的雙向視頻通話。另外,還有可以支持航天員收發電子郵件的測控通信網和相關設備。

航天科技集團五院空間站系統副總設計師朱光辰曾打過一個形象的比喻:如果神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號就相當於一室一廳的房子,而空間站就是三室兩廳還帶儲藏間的“豪宅”。

為中國空間站筑牢基礎

2010年9月25日,中國空間站工程正式批准實施。11年來,中國空間站的論証、設計和建造充分展現了中國智慧。

中國空間站以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙為基本構型。此次成功發射的天和核心艙,是空間站組合體控制和管理的主份艙段。楊宏表示,天和核心艙具備交會對接、轉位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學實驗等能力﹔密封艙內配置有工作區、睡眠區、衛生區、就餐區、醫監醫保區以及鍛煉區,能為航天員提供舒適良好的工作生活條件。

楊宏介紹,中國空間站具備10年設計壽命,可長期在軌穩定運行。在空間站關鍵技術驗証階段,我國將發射天和核心艙以及2艘載人飛船、2艘貨運飛船,完成空間站推進劑補加、再生生保、柔性太陽電池翼和驅動機構、大型柔性組合體控制、組裝建造、艙外操作、在軌維修等7大關鍵技術驗証,為實施空間站組裝建造和長期運營任務奠定基礎。

據悉,核心艙成功發射后不久,天舟二號貨運飛船將執行物質運輸任務。

在天舟二號和核心艙實行對接后,載有3名航天員的神舟十二號飛船將進入發射倒計時階段。時隔5年,中國航天將再度送航天員重返太空。

此刻,天和核心艙正按既定飛行程序,展開各項動作,開展在軌工作,並靜待貨運飛船和載人飛船的到來。(付毅飛 崔 爽)

(責編:木勝玉、徐前)

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