專家解讀『天宮一號(hào)』

?未來(lái)國(guó)家計(jì)劃航天任務(wù)

隨著我國(guó)航天技術(shù)水平的不斷提高，太空空間站也逐漸揭開(kāi)了神秘面紗。

“天宮一號(hào)”實(shí)際上是空間實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)版。之后，我國(guó)將發(fā)射神舟八號(hào)?！吧癜恕笔且凰覠o(wú)人的神舟飛船，與“天宮一號(hào)”進(jìn)行無(wú)人自動(dòng)對(duì)接試驗(yàn)。在對(duì)接時(shí)，需要兩個(gè)航天器的軸線在同一條直線上，并且相對(duì)速度要接近0。這個(gè)難度是非常大的，因?yàn)閮蓚€(gè)航天器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車，要讓它們的距離必須一直保持在1米左右，這是非常不容易做到的。

中國(guó)為什么要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力建造自己的空間站？對(duì)這個(gè)問(wèn)題，北京大學(xué)地球與空間學(xué)院焦維新教授告訴 《北京科技報(bào)》：“造船是為了建立空間站，建站是為了科學(xué)實(shí)驗(yàn)，這就是我國(guó)自主建立空間站的原因?！?015年前，我國(guó)將再陸續(xù)發(fā)射“天宮二號(hào)”、“天宮三號(hào)”兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室。

飛船在太空飛行一般是在一周左右，它所能進(jìn)行的科學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)論是從內(nèi)容還是時(shí)間上都是有限的。只有空間站可以長(zhǎng)時(shí)間的在太空中運(yùn)行。這樣，我們就可以做各式各樣的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，還有進(jìn)行太空產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研制。”

中國(guó)工程院院士張履謙表示，空間站是航天事業(yè)發(fā)展的一個(gè)必然趨勢(shì)，它代表了一個(gè)國(guó)家的航天國(guó)力。如果我們現(xiàn)在不去掌握這項(xiàng)技術(shù)，等到需要使用空間站時(shí)再來(lái)建造就會(huì)落后了。

“‘天宮一號(hào)’建成后，可以用來(lái)進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)、生產(chǎn)、太空觀測(cè)、偵察、在太空中儲(chǔ)備物質(zhì)等多種用途。在對(duì)地觀測(cè)方面，當(dāng)?shù)厍蛏习l(fā)生地震、海嘯或火山噴發(fā)等事件時(shí)，空間站上的航天員可以及時(shí)調(diào)整遙感器的各種參數(shù)，以獲得最佳觀測(cè)效果。”

除此而外，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)地球和空間科學(xué)系胡友秋教授認(rèn)為，“天宮一號(hào)”的建立可以為我國(guó)帶來(lái)很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。比如在太空育種方面，就可以培育出很多各種各樣的蔬菜，對(duì)農(nóng)業(yè)會(huì)有很大的好處；在工業(yè)方面，還可以制造出在地球上制造不出來(lái)的材料；另外，還有導(dǎo)航，比如GPS定位可以大大方便人們的出行，但是如果不借助空間站就無(wú)法實(shí)施。

張履謙院士告訴《北京科技報(bào)》，空間實(shí)驗(yàn)室的建立，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)各個(gè)宇宙飛船的組裝對(duì)接而成的?！疤鞂m一號(hào)”也是如此，我國(guó)在未來(lái)計(jì)劃要發(fā)送神州八號(hào)、神州九號(hào)、神州十號(hào)，然后把這三個(gè)飛船與“天宮一號(hào)”進(jìn)行組裝對(duì)接，這就形成了一個(gè)小型空間實(shí)驗(yàn)室。而要想實(shí)現(xiàn)飛船的對(duì)接，首先就需要有大型的火箭能夠把重量很大的飛行器發(fā)送到太空中，還有就是需要具備人們長(zhǎng)期在空間站生活的設(shè)施，以及解決火箭對(duì)接的問(wèn)題。

焦維新告訴記者，空間實(shí)驗(yàn)室就像是一座空間大廈，是在太空軌道上逐步組裝起來(lái)。當(dāng)各種部件在地面上設(shè)計(jì)完成以后，借助大型的運(yùn)輸工具，也就是能夠進(jìn)行大運(yùn)載的火箭把大的部件送入到太空，這是地面研制技術(shù)。還有組裝技術(shù)，包括比較實(shí)用的機(jī)器手，因?yàn)榇蟮牟考菬o(wú)法靠人使用的，需要使用機(jī)器手。

焦維新說(shuō)，建設(shè)“天宮一號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室最關(guān)鍵的部分就是“空間交會(huì)對(duì)接”技術(shù)。兩個(gè)或兩個(gè)以上的航天器通過(guò)軌道參數(shù)的協(xié)調(diào)，在同一時(shí)間到達(dá)太空同一位置的過(guò)程稱為交會(huì)。對(duì)接是在交會(huì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)專門(mén)的對(duì)接機(jī)構(gòu)將兩個(gè)航天器連接成一個(gè)整體。實(shí)現(xiàn)兩個(gè)航天器在太空交會(huì)對(duì)接的系統(tǒng)，稱為交會(huì)對(duì)接系統(tǒng)。

焦維新說(shuō)：“我國(guó)現(xiàn)在還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)飛船的空間交會(huì)對(duì)接功能?！癜恕?、‘神九’宇宙飛船正在進(jìn)行這方面的實(shí)驗(yàn)。而我國(guó)的空間交會(huì)對(duì)接技術(shù)也是一個(gè)逐漸完善的過(guò)程。不僅是一次對(duì)接，還需要二次對(duì)接。在對(duì)接時(shí)，需要兩個(gè)航天器的軸線在同一條直線上，并且相對(duì)速度要接近0。這個(gè)難度是非常大的，因?yàn)閮蓚€(gè)航天器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車，要讓它們的距離必須一直保持在1米左右，這是非常不容易做到的。”

焦維新告訴記者：“國(guó)際空間站的構(gòu)造屬于橫架式結(jié)構(gòu)，也就是說(shuō)在距離大氣層300-400公里以外的空間上有一個(gè)大梁，在這個(gè)大梁的有些地方可以接太陽(yáng)能帆板，在一些地方建造各種實(shí)驗(yàn)艙?！薄疤鞂m一號(hào)”也是選擇在距離大氣層300-400公里以外建立。

我國(guó)目前研制的 “天宮一號(hào)”采用的是兩艙結(jié)構(gòu)，分別為實(shí)驗(yàn)艙和資源艙。實(shí)驗(yàn)艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航天員的生存條件，用于航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的后錐段安裝再生生保等設(shè)備。實(shí)驗(yàn)艙前端安裝一個(gè)對(duì)接機(jī)構(gòu)，以及交會(huì)對(duì)接測(cè)量和通信設(shè)備，用于支持與飛船實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。資源艙為軌道機(jī)動(dòng)提供動(dòng)力，為飛行提供能源。

張履謙院士表示，總體說(shuō)來(lái)，“天宮一號(hào)”里的配套設(shè)施一般必須包括氧氣呼吸裝置，廢氣吸收裝置，防止空間的輻射照射裝置以及宇航員長(zhǎng)期生活具備的各種條件。其中產(chǎn)生動(dòng)力的推力艙、生活艙、實(shí)驗(yàn)、接口等都是空間站上比較重要的裝置。

若要在“天宮一號(hào)”里工作和生活，還要考慮應(yīng)對(duì)各種緊急突發(fā)事件的發(fā)生。其中包括氧氣裝置故障，或控制陀螺失靈，甚至連廁所不能用都能稱為是大問(wèn)題。所以在建造時(shí)需要考慮到各種緊急應(yīng)急措施。像國(guó)際空間站，一直都有個(gè)聯(lián)盟號(hào)飛船在為它保駕護(hù)航，如果空間站出現(xiàn)問(wèn)題，它可以進(jìn)行維修，還可以接宇航員回到地球。航天飛機(jī)的拉動(dòng)力系統(tǒng)可以定期為空間站加速，使空間站一直在自己的軌道內(nèi)運(yùn)行。如果氧氣裝置出現(xiàn)了問(wèn)題，還可以運(yùn)用制氧的原料自己制氧。

“‘天宮一號(hào)’只是我國(guó)空間站建設(shè)的起步，今后我們會(huì)慢慢建設(shè)大型的空間實(shí)驗(yàn)站，預(yù)計(jì)大體要花上一二十年的時(shí)間，等到2020年預(yù)計(jì)我國(guó)的空間站就可以逐步完成了。”張履謙說(shuō)道。

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名詞解釋：空間站

空間站（Space Station）：又稱航天站、太空站、軌道站。是一種在近地軌道長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，可供多名航天員巡訪、長(zhǎng)期工作和生活的載人航天器。小型的空間站可一次發(fā)射完成，較大型的可分批發(fā)射組件，在太空中組裝成為整體。在空間站中要有人能夠生活的一切設(shè)施，不再返回地球。

空間站的基本組成是以一個(gè)載人生活艙為主體，再加上有不同用途的艙段，如工作實(shí)驗(yàn)艙、科學(xué)儀器艙等。