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开启新征程 中国空间站在轨组装建造全面展开

来源:科技日报2021-04-30 09:19

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  我国载人航天工程再次开启新征程。

  4月29日11时23分,搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空,约494秒后,天和核心舱与火箭成功分离,进入预定轨道,12时36分,太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射任务取得圆满成功。这标志着中国空间站在轨组装建造全面展开。

  按照空间站建造任务规划,我国将于2022年完成空间站在轨建造。

  “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。”航天科技集团五院空间站任务总指挥王翔介绍说。

  载人航天“第三步”首颗航天器

  中国空间站意味着中国人在太空有了一个“家”。

  据王翔介绍,作为人类历史上规模最大的航天器,空间站是一种在近地轨道长时间运行,可满足航天员长期在轨生活、工作以及地面航天员寻访的载人航天器,代表了当今航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术成果。

  空间站工程是我国载人航天工程“三步走”的第三步,天和核心舱则是第三步发射的首颗航天器。上世纪90年代初,我国载人航天工程正式启动,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,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。第三步是空间站建设阶段,我国将建造长期有人照料的空间站。

  据航天科技集团五院空间站任务总设计师杨宏介绍,天和核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,是未来空间站的管理和控制中心,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,是我国目前研制的最大的航天器。

  经过科学慎重的遴选,空间站上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25个先进科学实验柜、舱外载荷安装平台以及共轨飞行的巡天望远镜,提供空间科学实验条件,解决大规模空间应用问题。

  舒适便利的“太空之家”

  空间站建设是一个漫长的过程,就像“搭积木”一样,核心舱是第一个上天的舱段,是整个空间站最基础的部分,之后所有的舱段都将以此为起点进行叠加。

  “麻雀虽小,五脏俱全”,核心舱除含有全套生命维持装置外,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。

  据航天科技集团五院航天专家介绍,核心舱在设计上较过去有了很大突破,供航天员工作生活的空间约50立方米,未来加上两个实验舱后,整体能够达到110立方米。长度超过5层楼房,直径比火车和地铁的车厢还要宽不少。不仅活动空间大,航天员在空间站的补给也得到更好保障。

  为了让航天员实现更长时间的在轨停留,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。

  硬件之外,“太空之家”的软件也不在话下。在天和核心舱的密封舱内,就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居,还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材。

  此外,舱内情景照明可由手机App控制。说到手机,核心舱不仅配上了,可以实现在轨航天员之间通话,还配了天地视频通话设备,可以实现与地面的双向视频通话。另外,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。

  航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰曾打过一个形象的比喻:如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就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的“豪宅”。

  为中国空间站筑牢基础

  2010年9月25日,中国空间站工程正式批准实施。11年来,中国空间站的论证、设计和建造充分展现了中国智慧。

  中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。此次成功发射的天和核心舱,是空间站组合体控制和管理的主份舱段。杨宏表示,天和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、保障空间科学实验等能力;密封舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区,能为航天员提供舒适良好的工作生活条件。

  杨宏介绍,中国空间站具备10年设计寿命,可长期在轨稳定运行。在空间站关键技术验证阶段,我国将发射天和核心舱以及2艘载人飞船、2艘货运飞船,完成空间站推进剂补加、再生生保、柔性太阳电池翼和驱动机构、大型柔性组合体控制、组装建造、舱外操作、在轨维修等7大关键技术验证,为实施空间站组装建造和长期运营任务奠定基础。

  据悉,核心舱成功发射后不久,天舟二号货运飞船将执行物质运输任务。

  在天舟二号和核心舱实行对接后,载有3名航天员的神舟十二号飞船将进入发射倒计时阶段。时隔5年,中国航天将再度送航天员重返太空。

  此刻,天和核心舱正按既定飞行程序,展开各项动作,开展在轨工作,并静待货运飞船和载人飞船的到来。(通讯员 庞 丹 记者 付毅飞 崔 爽)

[ 责编:赵宇豪 ]
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