• 中国空间站后续怎么建

  • 刘扬 樊巍

        4月29日,运载中国空间站天和核心舱的长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射,引发全球广泛关注。本次任务是中国空间站的揭幕战和奠基战,宣告开启了中国空间站在轨建造的新时代。作为我国目前研制的最大、最重的航天器,中国空间站核心舱具有哪些强大功能,对于中国航天事业具有哪些重大意义以及后续还有哪些重磅发射呢?

    “三室两厅”的中国空间站什么样

        中国空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,整体呈T字构型。这次发射的天和核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨。作为未来空间站的管理和控制中心,天和可支持3名航天员长期在轨驻留,支持开展舱内外空间科学实验和技术试验。
        从功能上看,核心舱具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验的能力;问天和梦天实验舱均作为支持大规模舱内外空间科学实验和技术试验载荷支持舱段,同时问天实验舱还作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力,梦天实验舱则具备载荷自动进出舱能力。按照规划,中国空间站三舱飞行器依次发射成功后,将在轨通过交会对接和转位,形成T字构型组合体。中国空间站在轨运行寿命不小于10年,并可通过维修维护延长使用寿命。
        如果说光看数据可能难以清晰地勾勒出中国空间站的样子,航天专家还有更形象的描述。航天科技集团五院专家介绍说,核心舱体积非常大,长度比五层楼房还要高,直径比火车和地铁的车厢还要宽不少,体积比国际空间站的任何单个舱位都大。未来航天员入驻后,活动空间非常宽敞。此外,核心舱的重量相当于三辆大客车的空重重量,同样也超过国际空间站的任何一个舱段。专家打了一个非常形象的比喻:如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号相当于一室一厅的房子,而空间站就是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。
        不仅活动空间大,未来中国航天员在空间站的补给也得到更好的保障。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。为了让航天员实现更久的在轨停留,空间站设计有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。
        记者了解到,由于空间站资源十分宝贵,经过科学且慎重的遴选,未来空间站将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等类别相关的科学研究实验设施。据悉,空间站上将部署十余个先进科学实验柜、舱外载荷安装平台。
        据相关专家透露,后续与空间站伴飞的光学舱将搭载巡天望远镜。这台望远镜的分辨率与美国的空间望远镜相当,但视场角是后者的上百倍,它将在大范围巡天科学研究方面显身手。
        航天科技集团五院专家还透露,天和核心舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。这不仅能保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家具,还有太空跑台、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App控制。核心舱不仅配有手机,可实现在轨航天员之间通话和天地通话,还安装了天地视频通话设备,可以实现与地面的双向视频通话。此外,还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。
    航天员在轨停留6个月将是常态

        据了解,按照空间站建造任务规划,今明两年我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,预计于2022年完成空间站在轨建造。
        载人航天工程办公室主任郝淳介绍,我国空间站建造分两个阶段实现,一是空间站关键技术验证阶段,二是空间站建造阶段。两个阶段各规划了6次飞行任务,其中关键技术验证阶段的第一次任务就是去年取得圆满成功的长征五号B运载火箭的首飞任务。今年还要实施关键技术验证阶段的5次飞行任务,除了这次天和核心舱的发射外,还有5月和6月分别实施的天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船的发射,其中神舟十二号飞船上的航天员乘组由3名航天员组成,他们将在轨驻留3个月。9月和10月将分别实施天舟三号货运飞船和神舟十三号载人飞船的发射任务,其中神舟十三号飞船上的航天员乘组同样由3名航天员组成,他们将在轨驻留6个月。郝淳表示,以后6个月的在轨驻留将是中国航天员在轨驻留的常态。
        据介绍,明年将全面进入空间站在轨建造阶段,一共规划6次飞行任务:问天和梦天实验舱的两次发射任务以及两艘货运飞船和两艘载人飞船的发射任务。载人飞船也同样搭载3名航天员,在轨驻留6个月。按照计划,到明年年底我国空间站将完成在轨建造,转入后续应用与发展阶段。郝淳表示,空间站设计在轨寿命不小于10年,通过航天员在轨维修、维护和一些设备载荷更换,可以延寿使空间站在轨工作更长时间。在轨期间,中方会安排开展大量空间科学、空间技术和空间应用实验,有望取得一大批世界领先水平的科研成果、技术应用成果和科研产品。
        郝淳介绍,以前中国选拔的两批航天员都是从空军飞行员中选出,主要角色是驾驶员。为满足空间站阶段对航天员操作任务的各项要求,第三批航天员选拔时增加了工程师和载荷专家这两类航天员。目前包括一名女性在内的第三批18名航天员,已正式进入航天员队伍,正在进行训练。航天员队伍更丰富后,可满足后续空间站平台在轨维护、更换以及开展更高水平的空间科学实验和技术试验的要求。未来还将根据任务需要,适时开展后续批次航天员的选拔,后续将会扩大候选航天员的选拔范围,更多高等院校、科研院所乃至有志于航天事业的科技人员都可能加入载人航天的队伍中。
    相比国际空间站中国空间站啥水平

        国际空间站是目前在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它的总质量约423吨,由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合,先后经历12年建造完成。
        郝淳介绍,相比国际空间站,中国空间站建设得较晚,但具有后发优势。“中国空间站的建设方面,无论是规模还是技术应用以及后续应用方面,都很有中国特色。”他举例说,中国空间站采用的太阳能电池技术、控制技术、计算机技术等空间站建造相关技术,都立足于目前我国的发展能力和水平,并综合这些能力实现最优、最好的性能,既符合我国国情,也和世界先进水平比肩。
        载人航天工程总设计师周建平表示,中国空间站三舱组合体60多吨,对接货运飞船、载人飞船后是90多吨,可以算是100吨级。随着中国空间站的建造,未来会加装更多设备,规模还会加大。
        他认为,中国空间站有后发技术优势。例如空间站布局和构型方面,如今有很多新思路。为今后进一步扩建中国空间站、使它具备更加强大的空间应用能力,我们布置了外挂平台和挂点。这些设备怎么运上去呢?为此中国天舟货运飞船在设计时,既有全密封构型,还有半开放和全开放构型,可用后两种构型的货运飞船将大型科学设施运上去。
        据了解,中国空间站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,不搞像国际空间站那么大规模的空间站,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。
        中国载人工程发展以来,一直秉承着和平利用外太空、共赢共享的原则,以开放的态度开展国际合作。郝淳介绍,载人航天工程实施以来,我们先后和联合国外空司、欧空局、德宇航、意大利航天局、法宇航、巴基斯坦航天局等一系列国家和地区的航天机构开展广泛交流合作,涉及领域包括航天技术和空间科学的研究与应用、航天员的选拔训练等各个方面。
        在回应未来是否会有国外航天员进入中国空间站的问题时,郝淳表示“一定会有国外航天员参加中国的航天飞行,并在中国空间站上工作和生活”。他透露,国外很多航天员已经为参加中国空间站的飞行任务开始学习中文。
        至于中国空间站是否会与美国方面展开合作,他表示,目前阻碍在于美国自身。早先中国曾邀请过美方专家到中国载人航天设施参观,但后来美国《沃尔夫法案》禁止美国航空航天局和中国政府开展航天合作,所以中美两国之间的航天合作中断至今。(据环球网)

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