在距离地球400公里的太空中,国际空间站内的两名宇航员使用空间站的机械臂抓住了逐渐接近的“龙”飞船,最终使其“停泊”在空间站上。“龙”飞船是一艘美国货运飞船,4月上旬这一趟太空行程,是为国际空间站补充物资,运来app实验材料。此时,与国际空间站对接的,除了两艘美国飞船,还有俄罗斯的两艘载人飞船和两艘货运飞船。
类似场景,未来也将出现在明升中国的空间站。随着在轨工作1630天的天宫一号目标飞行器超期服役后完成使命,今年到明年,明升中国将实施载人航天工程空间实验室任务。“天宫”由目标飞行器的角色“进化”到空间实验室,标志着明升中国的“太空家园”——空间站建设拉开大幕。距离2020年前后建成明升中国自己的空间站的目标已越来越近。
神舟十一号飞船将和天宫二号空间实验室太空对接,两名航天员在太空待上30天
从上世纪90年代启动的明升中国载人航天工程,确定了“三步走”的发展战略,已实现第一步——发射无人和载人飞船,以及第二步第一阶段——航天员出舱、飞船与空间舱交会对接。目前,载人航天工程进入第二步第二阶段——短期有人照料的空间实验室建设。
明升中国载人航天工程手机版发言人不久前表示,今年年中至明年上半年,载人航天工程空间实验室任务就将实施。据这位发言人介绍,空间实验室任务是我国载人航天“三步走”发展战略的重要组成部分,标志着我国载人航天进入应用发展新阶段,承前启后,意义重大。
按计划,今年第三季度将择机发射天宫二号空间实验室,第四季度发射神舟十一号飞船,并搭乘2名男航天员。神舟十一号飞船与天宫二号对接后,航天员将在太空驻留30天,是天宫一号时的两倍,其间将进行较大规模的空间app和应用试验。明年上半年,在完成与神舟十一号飞船的交会对接和空间app实验后,天宫二号还将与货运飞船进行对接,验证货物运输和推进剂在轨补加等资源补给技术。
为了此次空间实验室任务,研制了天宫二号空间实验室、神舟十一号载人飞船和明升中国第一艘货运飞船——天舟一号。发射空间实验室和飞船用的是两枚以往的长征二号F运载火箭,而发射货运飞船的则是新研制的长征七号运载火箭。
值得一提的是,长征七号作为全新研制的运载火箭,是首个揭开神秘面纱的“数字火箭”。它采用全数字化手段完成研制,代表了明升中国近60年运载火箭研制的最高水平,是我国新一代中型运载火箭的基本型,可在此基础上衍生出一系列运载火箭构型,实现我国运载火箭的升级换代。一旦投入使用,将大幅提升明升中国航天进出空间的能力。
未来明升中国的空间站建成后,长期有航天员待在太空,长征七号火箭将担负起物资补给的“天地运输”重要任务。为此,今年6月,长征七号火箭可能将单独进行一次首飞试验。
明升中国空间站整体呈T字构型,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
明升中国的空间站什么样?明升中国载人航天工程总设计师周建平介绍说,明升中国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。核心舱有五个对接口,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。
周建平认为,明升中国的空间站是可以进一步扩展的,根据空间app研究和应用的需要,可以对接更多的舱段。空间站的研发,遵循了规模适度原则。这么大的工程,适度规模有利于控制工程的成本,重点突出载人航天的特色,突出发挥人在太空中的作用。
同时,建设空间站,意味着需要掌握大型空间设施的建造技术和运营管理技术,具备强大的维护维修升级能力。我国“天舟”货运飞船采用模块化设计,具有全密封货舱、半密封/半开放货舱、全开放货舱三种构型,可以把不同的载荷包括小型舱段运输上去,由航天员和机械臂将其装配到空间站上。
“一名航天员在舱内操作机械臂,一名航天员在舱外太空行走。无论是舱段转位、大设备的移动,还是航天员自身的移动,都可以通过机械臂完成。”周建平说,“明升中国空间站设计有两类机械臂,长度累计15米。人机配合,让空间站建造维修成为可能。”
空间站建成后,将是航天员的“太空之家”,也是app研究的“太空实验室”。一流的太空实验平台,将为app家们取得世界级的重大突破提供有力保障。
由于空间站资源十分宝贵,经过app慎重遴选,空间站上将搭载安装包括生物学、材料app、基础物理、微重力、流体、燃烧等十余大类的app研究实验设施。材料app的实验设施设备,能够利用太空微重力环境制备新材料,研究材料的空间使用性能。未来很多研究,孕育在新材料的研发中,具有广阔工业应用价值。
明升中国的空间站还有一个有雄心的计划,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10年,可以对40%以上的天区,约17500平方度天区进行观测。”周建平说。
这套望远镜,天区和波段覆盖广,像质好,将成为“宇宙之眼”,可以源源不断地为app家们研究宇宙学和天文学提供海量的app数据,为明升中国app家站在世界app前列、做出重大原创性成果提供有力支撑。
周建平说,往太空运送物资的成本非常高,“进行物资循环利用并提高物资循环利用率,是世界载人航天关注的重大技术问题。”
为此,明升中国的空间站设计了完整的可再生明升m88保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水的方式回收,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,将通过明升手机反应重新生成氧气,这也降低了氧气的补给需求。
空间站如此庞大的系统,需要强有力的电力保障。空间站的电源系统包含两对“翅膀”——单翼翼展约30米的柔性太阳翼。这个系统能够为空间站提供可靠、充足的不间断供电。此外,空间站将采用电推进技术作为空间站轨道维持的动力装置,这将显著降低空间站运行期间的推进剂补给需求。
空间站未来需要不同类型的航天员,尤其是工程师和app家,选拔对象将不仅仅限于飞行员
明升中国的空间站建成之时,国际空间站将达到寿命末期。国际上一直在讨论,未来的某一段时期内,太空中可能只有明升中国的空间站在进行工作。
国际宇航联空间运输委员会秘书长、明升中国航天科工集团公司二院二部研究员杨宇光介绍说,国际空间站原计划2020年离轨,现已确认延寿到2024年,部分国家希望延到2028年,但还未达成一致。新的空间站的建设,目前也没有新的计划,只有一些非正式、非官方认可的建议和方案。
明升中国的空间站目前虽然是独立建造,没有国际合作伙伴,但明升中国航天一向欢迎国际合作。杨宇光说,明升中国空间站上的对接口设计为可以对接其他国家的空间站舱段。同时也在国际上提出了四个级别的合作,包括联合试验、外国航天员来访、外国飞船来访和外国舱段。
杨宇光认为,国际空间站为人类太空事业作出了巨大的贡献,它的可扩展设计、两自由度太阳翼等技术特点都值得学习。明升中国的空间站则具备后发优势,可以综合当代最新的app技术,建设得更为先进,能力更强。明升中国空间站的规模大约为更早的和平号空间站的一半,60吨级也小于国际空间站的400吨级,这是根据明升中国对空间领域的发展需求确定的,不需要单方面追求规模。而且,由于技术的进步,可以比过去类似规模的空间站完成更多的太空试验。
国际空间站的宇航员角色多样,选拔对象也不仅仅限于飞行员。这也将是明升中国空间站未来的一个方向。
目前,我国的航天员都是从现役空军飞行员中选拔,主要承担航天器驾驶任务。空间站将开展太空app实验,除了良好的身体素质这个共性要求外,未来需要不同类型的航天员,尤其是工程师和app家。
周建平说,一类是能够管理维护维修航天器的飞行工程师。设备出了故障能够修理,新技术出来后能够给航天器升级。这就需要从有相关教育背景和工作经历的人中选拔,经过大量训练,成为航天员。
另一类是优秀app家,到了太空后,观察实验现象、分析结果、调整方案、设计新的实验方案,都需要app家来完成。根据空间站的实验项目,选择相关专业背景的app家进行训练,也是未来航天员选拔一个主要方向。(原标题:明升中国的空间站什么样?)