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在太空如何建起“三室两厅”的“大房子”?南航教授解读
2021/04/29 16:30  新华报业网  

  交汇点讯 4月29日,我国空间站“天和”核心舱顺利搭载长征五号B遥二运载火箭发射升空,中国的空间站真的要来了!在太空中建立自己的空间站都有哪些难点?对于我国的航天事业来说又有着怎样的重要意义?记者特邀南京航空航天大学航天学院教授闻新进行了解读。

  为什么要在太空里建立空间站?

  在太空开展长期科研,得让宇航员“有地方住”

  将人类送上太空已经不再是遥远的梦,但在太空中,人类怎样才能“待得久”?首先得“有地方住”。空间站就是宇航员在太空中住的“房子”,有了它,宇航员才能在太空中开展科研活动,长时间生活下去。

  “对于飞船而言,空间站就是‘码头’。同时,空间站也是太空实验室,科学家可以在里面开展一些空间科学实验。”闻新教授告诉记者,空间站具有体积大、寿命长、功能强和载人多等优点。世界上第一个空间站是前苏联的“和平号空间站”。“目前,在太空中只有一个空间站——国际空间站,它由美国主持研制,共有16个国家参加。中国当时也申请参与,但美国拒绝了中国的申请。”

  我国于上世纪90年代开始启动载人航天工程,规划了“三步走”战略。从发射载人飞船将中国航天员送入太空,到太空出舱、发射空间实验室,如今已走到第三步,即“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”。随着空间站工程全面展开,中国正式迈入了“空间站时代”。

  “太空房子”怎么盖?

  “三室两厅”一间一间“拼”起来

  如果把神舟飞船比作一辆轿车,天宫一号和天宫二号相当于一室一厅,空间站则像是三室两厅还带储藏间。

  “空间站由三个舱段组成,这一次搭载长征五号B遥二运载火箭升空的,是‘天和’核心舱。它有3个对接口和2个停泊口。”闻新教授告诉记者,“天和”核心舱的重量大约在22吨左右,如果将它和地球上的“房子”做一个类比,核心舱的作用,好比是房子的客厅,负责空间站组合体的统一管理和控制,支持实验舱、载人飞船、货运飞船等飞行器与其交会对接和在轨组装,具备接纳航天员长期访问和物资补给的能力,可以支持开展航天医学和空间生命科学实验。

  据悉,此后我国还会发射空间站的两个实验舱,它们将与核心舱进行组合。“实验舱和核心舱的组装,由航天员出舱完成。航天员在太空中会像‘堆积木’一样,借助机械臂系统,逐渐把整个结构搭建起来。在这个过程中,万一出现‘漏气’等情况,还可以出舱进行修补。”闻新介绍,上个世纪,美国和俄罗斯的航天员就已经进行过实践,在太空中“组合”核心舱和实验舱是比较成熟的技术,“对于现在的中国航天来说,也不是什么难事。”

  发射难点在哪里?

  “胖五”的承重能力是发射成功的关键

  “天和”核心舱的发射,核心难点在哪里?闻新教授表示,发射对中国航天来说已是“驾轻就熟”,成功与否的关键,在于长征五号B遥二运载火箭,也就是航天迷们俗称的“胖五”火箭的承重能力。“毕竟是20吨左右的核心舱,但承重这一问题目前已经解决。”

  闻新教授经历过“天宫一号”等多个飞行器的研发,对中国航天前景的每一步都充满感情,“天和核心舱的成功发射,是中国空间站建设重要组成部分,标志着中国航天又迈上了一个新的台阶,与美国航天的差距又缩小了一些。”

  根据飞行任务规划,空间站工程分为关键技术验证、建造和运营3个阶段实施。为完成空间站建造,共规划了11次飞行任务。在长五B首飞后,将先后发射“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造,也规划了发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。

  答疑:

  空间站的活动高度为啥不到400公里?

  航天爱好者也许注意到了一个数字,空间站在太空中的飞行高度只有不到400公里。闻新教授解释,目前人类的载人航天活动一般都是在300公里—600公里高的太空中进行的,空间站属于低轨道航天器,这个高度设置,还考虑了航天员和空间站本身的安全问题。

  在太空中,空间站像飞船和卫星一样,围绕地球旋转。它有着一定的寿命。“中国的空间站寿命是10年左右。通过维护延长到15年。”闻新预测,未来,空间站退役后,会通过地面控制,最终落入南太平洋。

  据悉,中国的空间站未来还有一个重要计划,在空间站建造完成后,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。光学舱命名为“巡天”,具备自主飞行能力,正常任务时与空间站共轨飞行,进行高分辨率天文观测,开展天体物理和空间天文学研究。需要燃料补给和设备维修时,光学舱可与空间站对接,进行推进剂补加和设备维修维护,提高自身寿命和工作性能。

  新华日报·交汇点记者 杨频萍

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责编:顾志铭

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