中國空間站

伍廣亨

從前，天宮是中國神話傳說中神仙們居住的宮殿。但如今，無數(shù)航天英雄們在太空中重新打造了一個(gè)實(shí)體高科技“天宮”。就在今年，中國“天宮”空間站將全部建成，讓我們一起提前探尋一下“天宮”里的秘密吧！

按部就班造“天宮”

好的計(jì)劃就是成功的一半。1992年，中國決定實(shí)施載人航天工程，打造一個(gè)實(shí)體“天宮”，還確定了“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略：

第一步是先把人送入太空并安全返回，開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。這已在2003 - 2005年由神舟系列載人飛船實(shí)現(xiàn)。

第二步是突破空間站建造的關(guān)鍵技術(shù)，比如載人飛船和空間飛行器的交會(huì)對(duì)接技術(shù)，還有利用載人飛船技術(shù)改裝、發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，以及解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題。

第三步即著手建造真正意義上的載人空間站并派宇航員長期駐留。

空間站有什么用？

①開展大規(guī)模的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。

②作為太空母港，為其他航天器提供在軌服務(wù)。

③新的認(rèn)識(shí)，新的創(chuàng)造。

④為人類的未來謀福祉。

中國空間站怎么建？

2021-2022兩年11次發(fā)射任務(wù)

空間站艙段：長征五號(hào)B（可愛的“胖五B”）×3

貨運(yùn)飛船：長征七號(hào)（“七妹”成了快遞小哥）×4

載人飛船：長征二號(hào)F（這支“神箭”功不可沒）×4

太空“拼積木”

考慮到火箭并不能無限制地把尺寸和噸位做大，大型空間站的最優(yōu)設(shè)計(jì)，就是采用多個(gè)圓筒結(jié)構(gòu)的艙體進(jìn)行太空“拼積木”。

在太空“拼積木”可沒有那么簡單。已在太空軌道中的空間站無時(shí)無刻不在運(yùn)動(dòng)，而從地球上發(fā)射的航天器需要逐漸接近和趕上空間站。那么，什么時(shí)間發(fā)射、發(fā)射后要按什么軌道飛行，它們才能在規(guī)定的時(shí)間地點(diǎn)會(huì)合就有了非常苛刻的限制。

控制航天器速度也非常重要。對(duì)接時(shí)它需要和空間站相對(duì)靜止才沒有危險(xiǎn)，所以航天器需要快步追上空間站之后再慢慢縮小和空間站的速度差。當(dāng)兩個(gè)飛行器的距離在100～300米之間時(shí)就進(jìn)入了?？侩A段，此時(shí)二者可能有位置和角度的偏差，因此要進(jìn)行精確微調(diào)并慢慢地向前靠;當(dāng)?shù)竭_(dá)大約100米距離時(shí)，就是最后的關(guān)鍵時(shí)刻了！

兩個(gè)飛行器在雷達(dá)和瞄準(zhǔn)器的作用下慢慢地靠近、相遇。當(dāng)兩個(gè)飛行器的對(duì)接機(jī)構(gòu)接觸后，鎖緊裝置會(huì)把它們拉住并逐漸收攏、鎖緊、密封。但不光是兩個(gè)飛行器接到一起就行了，在對(duì)接面上有很多電纜的插頭、插座，每一個(gè)插頭上又有幾十個(gè)插針、插孔，還有氣體、液體的連接管路，都要一個(gè)不錯(cuò)地連接好，這才算是成功。

設(shè)計(jì)壽命：10年

傾? ? ? ? ?角：42～43度

軌道高度：400～450千米

長期駐留：3人

真正的空間站

一個(gè)真正意義上的空間站，必須同時(shí)具備4個(gè)特征：

1.空間站必須位于環(huán)繞星體的太空軌道上。

2.空間站必須足夠大。這就需要2枚甚至更多的火箭發(fā)射它的組件，然后在太空軌道上進(jìn)行組裝。

3.空間站必須能長期、反復(fù)使用。

4.空間站必須具備載人功能。

中國空間站內(nèi)部有多大？

做個(gè)小對(duì)比：

神舟飛船：大約7m2

天宮一號(hào)、二號(hào)：大約15m2

“天宮”空間站：大約110m2

（太寬敞啦?。?/p>

最核心的“核心艙”

既然采用了分體設(shè)計(jì)，那么不同組件的發(fā)射順序就必然有先有后，最先發(fā)射的艙體功能最強(qiáng)大。在“天宮”這個(gè)“太空積木”中，作為基點(diǎn)最先到位的就是核心艙。

“天宮”中的核心艙是“天和號(hào)”，它是空間站的管理和控制中心，也是航天員生活的主要場所，還能支持開展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。

“天和號(hào)”核心艙尾部可以連接貨運(yùn)飛船，中間部分帶有一個(gè)大型機(jī)械臂，而前方較為細(xì)長的部分是節(jié)點(diǎn)艙。節(jié)點(diǎn)艙的前部有一個(gè)轉(zhuǎn)位基座，可以連接載人飛船和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。它還有一個(gè)出艙口，用于航天員出艙活動(dòng)。

“天和號(hào)”核心艙預(yù)留了額外的接口，可以再對(duì)接一個(gè)新的帶節(jié)點(diǎn)艙的核心艙，這就意味著它能擴(kuò)展出一個(gè)總規(guī)模翻倍的空間站。最大構(gòu)型下，“天宮”空間站可以擴(kuò)展到2核心艙、4實(shí)驗(yàn)艙、4艙外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)并同時(shí)連接3艘飛船。此時(shí)整個(gè)空間站系統(tǒng)規(guī)模能達(dá)到180噸，可以支持6名長期乘員。

中國空間站內(nèi)部環(huán)境好嗎？

Yes！餐飲娛樂都周到，聲光風(fēng)暖隨心調(diào)，智能家居有WiFi，還能和家人“私聊”！

玩轉(zhuǎn)太空實(shí)驗(yàn)

在得到“天和號(hào)”核心艙的支持后，實(shí)驗(yàn)艙就能充分發(fā)揮作用了，畢竟人類進(jìn)入太空就是為了探索和研究，太空實(shí)驗(yàn)必不可少。

其中，“問天”實(shí)驗(yàn)艙I最重要，它除了存放用于進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)備材料、航天員的消耗品和補(bǔ)給貨物外，還承擔(dān)了核心艙一部分功能的備份任務(wù)。一旦核心艙的相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障，它就會(huì)挺身而出、保障空間站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

“天宮”中的實(shí)驗(yàn)圍繞這三個(gè)方面展開：

1.空間科學(xué)研究與應(yīng)用

生命、流體、燃燒、材料、基礎(chǔ)物理等方向的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，天文和地球觀測，以及空間應(yīng)用新技術(shù)的驗(yàn)證。

2.航天技術(shù)試驗(yàn)

開展航天器熱控、能源、推進(jìn)、導(dǎo)航、防護(hù)、在軌服務(wù)等方向的技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)

開展創(chuàng)新性的航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，以求讓航天員在太空長期健康生存。