解读天宫二号对中国空间站建设的意义,新中国

来源:http://www.hdxcsm.com 作者:政治头条 人气:135 发布时间:2019-11-03
摘要:作为中国航天史上规模最大的跨世纪重点工程,中国载人航天工程实施至今,取得了举世瞩目的成绩。系列报道《新中国的第一》今天带您走近我国第一个空间实验室平台“天宫一号”

作为中国航天史上规模最大的跨世纪重点工程,中国载人航天工程实施至今,取得了举世瞩目的成绩。系列报道《新中国的第一》今天带您走近我国第一个空间实验室平台“天宫一号”。

解读天宫二号对中国空间站建设的意义
中国距离自己的空间站还有多远

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天宫二号的发射时间定了,9月15日晚22时4分,恰逢中秋佳节,一个对中国人来说有着特殊意义的时间。

伴随着航天员杨利伟驾乘的“神舟五号”飞船圆满完成首次载人航天飞行,中国载人航天工程第一阶段任务圆满收官。第二阶段最核心的任务就是空间交会对接。“天宫一号”作为一个全新的载人航天器,既要作为交会对接的目标飞行器,又要实现从单一航天器飞行,到多航天器在轨对接、组合体飞行的跨越,还要具备空间实验室平台能力,确保航天员驻留安全,保障空间科学与技术实验。

作为我国第一个完全意义上的空间实验室,天宫二号的发射将打响我国空间实验室任务的关键一战,这也是我国载人航天工程第二步的第二阶段。事实上,自2013年神舟十号飞船与天宫一号完成交会对接任务后,中国载人航天工程第二步的第一阶段任务圆满画上句号。此后,载人航天工程暂时淡出人们的视线。

中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏:“天宫一号”要一次飞行,首发就必须成功,而且要长期在轨运行,还要接纳三次飞船访问,多个航天乘组的进入,还要完成多个任务目标,这就是我们面临的最大的技术难点。

时隔3年,太空又将迎来中国航天的使者,天宫二号空间实验室即将奔赴太空,由此展开的空间应用试验、太空中期驻留验证、推进剂补加等,这些对中国人意味着什么,对中国空间站的建设又意味着什么,中国青年报·中青在线记者采访相关专家进行解读。

“天宫一号”升空32天后,迎来第一个来访者“神舟八号”,两个七八吨重的航天器,从相距上万公里的不同轨道,以每秒7.8公里的速度赶赴约会。对接时,相对速度不能超过每秒0.2米,横向偏差不能超过18厘米。交会对接技术是发展载人航天必须攻克的基础技术,是航天大国秘而不宣的核心技术,只能自主创新,自我突破。

空间实验室,类似空间站的前身

中国航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏:两个航天器的机、电、热,各个多专业系统要有机地融为一体,就相当于一个1加1要等于1。分离的时候,两个航天器还要各自成为独立的飞行器。我们11项关键技术在天宫一号得到了突破和掌握,全面应用到了空间站。

仅从外形上来看,天宫二号和天宫一号并无太大的区别,甚至说她俩是“孪生姐妹”也不为过,毕竟,天宫二号原本就是为天宫一号准备的备份飞行器。不过,如今的天宫二号,已经过改造,摇身一变成了和天宫一号功能不同的空间实验室。

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在中国航天科技集团五院天宫二号总设计师朱枞鹏看来,要搞清楚天宫二号在中国载人航天工程中的位置,还要从天宫一号,乃至神舟五号说起。

“天宫一号”突破和掌握了在轨航天器组合体控制和管理技术、大型密封舱壁板制造技术、精确姿态控制的控制力矩陀螺技术、可补加推进剂的金属膜盒贮箱技术等多项空间站关键技术。2011年11月3日,飞控大屏显示,12把对接锁准确启动,上千个齿轮和轴承同步工作,“天宫一号”与“神舟八号”紧紧相牵,对接成功!随后两年中,“天宫一号”又成功完成了和“神舟九号”“十号”的交会对接和相关任务。2016年3月16日,在轨飞行1630天的“天宫一号”目标飞行器正式终止数据服务,全面完成了历史使命,进入轨道衰减期。

上世纪90年代初期,我国正式启动载人航天工程,并确立“三步走”发展战略。第一步可以称作载人飞船阶段,主要任务是研制载人飞船,将航天员送到太空,开展空间应用实验并返回。在此期间, 2003年,神舟五号飞船完成首次载人飞行任务;2005年,神舟六号飞船完成多人多天飞行试验任务,至此,中国载人航天工程实现了第一步战略任务目标。

作为我国航天领域规模最大,技术难度最高的国家重大工程,载人航天工程目前已成功发射12艘飞船和“天宫一号”目标飞行器,“天宫二号”空间实验室,将11位航天员14人次送入太空,安全返回。实现了从无人飞行到载人飞行,从一人一天到多人多天,从空间出舱到交会对接,从单船飞行到组合体稳定运行,从航天员短期飞行到中期驻留等一系列重大技术突破。我国载人航天工程第二步任务取得全面胜利,工程全面迈进空间站时代。

接下来是第二步——空间实验室阶段。2008年,神舟七号飞行任务的圆满成功,标志着我国掌握了航天员出舱活动关键技术,这是第二步的任务目标之一。

2016年9月15日“天宫二号”空间实验室在酒泉卫星发射中心发射成功;

直到2011年,轮到天宫一号出场,这个目标飞行器,先后与神舟八号、神舟九号和神舟十号先后开展了交会对接试验并取得成功,自动及手动控制交会对接技术得到验证。

2016年10月17日“神舟十一号”在中国酒泉卫星发射中心发射升空;

同时,天宫一号经过对接后,被改造成为太空中一个短期有人照料的空间实验平台,多名航天员短期驻留太空,参与完成多项科学实验,载人航天工程取得关键性进展,第二步的第一阶段任务圆满收官。

2016年10月19日“神舟十一号”与“天宫二号”自动交会对接成功;

此后,摆在航天人面前的,是补给以及循环利用技术,这些技术关系到未来空间站的组装、航天员在空间站的生存等问题。第二步的第二阶段就是要验证这些技术,发射空间实验室,搭建起一个平台,开展技术、应用等各类试验,为载人航天工程第三步,即建造中国空间站打下基础。

2017年4月20日“天舟一号”货运飞船在中国文昌航天发射场发射升空。

空间站,和空间实验室还不是一回事。它指的是可供多名航天员巡访、长期工作和居住生活的载人航天器。前苏联发射建造的“礼炮”空间站与“和平号”空间站,以及由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲空间局共同建造的国际空间站就是其中比较知名的。

如今,中国走到的空间实验室阶段,更像是空间站阶段的前身,是从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。天宫二号挑起了其中的重担。

在距地几百公里的太空建起一座实验室

都说天宫二号是我国第一个完全意义上的空间实验室,那么何谓空间实验室?按照朱枞鹏的说法,在距离地面几百公里的太空中,建起一座实验室,长期运行在既定轨道上,这就是空间实验室。

朱枞鹏说,天宫一号叫做目标飞行器,对接改造后也只是空间实验室的特例,而天宫二号已经完全是一座小型的空间实验室。更进一步地说,天宫一号解决的是交会对接技术问题,天宫二号解决的是一定规模、短期有人照料的空间应用问题。

一旦天宫二号发射升空,就将迎来“忙碌”模式,等待它的是一项接一项试验和任务,开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验等等。这些有利用太空环境下进行的科学探索,有瞄准未来航天发展进行的新产品验证,而最多的是定位“支撑国民经济发展、服务民众生活”而开展的实验。

正如中国载人航天工程办公室主任王兆耀所说的,“应用始终是我国载人航天工程发展的一个主题和追求的一个目标,我们在发展载人航天的过程中也一直高度重视发挥载人航天的综合应用效益”。

朱枞鹏也提到,广袤的太空蕴藏着巨大的资源,如微重力、强辐射、高温、深冷等条件都是地球所无法具备的,这些为探索生命起源、开展基础科学和前沿技术领域的研发提供了良好的试验场。

他告诉记者,20多年来,中国航天科技集团五院利用十艘神舟飞船和天宫一号,搭载了上千种作物种子、试管苗、生物菌种和材料,并通过生物工程的方法获得大量产生变异的新性状品种,拥有了经过航天搭载的农作物共计9大类393个品系,已育成并通过国家或省级鉴定的新品种达到近百个,已大规模在农业生产中推广应用。

如今,即将发射的天宫二号,则有望将掀起我国空间应用科学试验的新高潮。这其中最为重要的,还是要通过试验来解决航天员中期驻留太空以及后续推进剂的补加——这两项是未来空间站建成并运行的重要基础。

展望未来的中国空间站

根据中国载人航天工程新闻发言人、办公室副主任新闻发言人武平的说法,在天宫二号发射运行一段时间后,神舟十一号也将进入太空与之会合,届时神舟十一号将搭乘两名航天员,与天宫二号形成组合体,重点开展人在太空的中期驻留试验。

这是我国第二次天地往返运输应用性飞行任务,也是我国进入空间站阶段之前,最后一次飞船的应用性飞行。中国航天科技集团五院载人飞船系统总设计师张柏楠告诉记者,此次任务目的是对改进型载人飞船功能做进一步验证,为后续载人深空任务提供重要的技术支撑。此外,通过多项在轨试验,将进一步验证飞船设计功能,获取和积累载人环境相关的飞行试验数据。

而当神舟十一号与天宫二号完成对接及其他各项试验返回之后,天宫二号则继续驻留太空,等待第一艘货运飞船天舟一号的到来,开展推进剂补加等相关试验。

中国航天科技集团五院天舟一号总设计师白明生告诉记者,天舟货运飞船只运货不运人,在功能、性能上都处于国际先进水平。飞船将主要为空间站补给物资,包括推进剂、航天员生活消耗品、空间科研设施设备、空间站维修备品备份等。

根据中国载人航天工程总设计师周建平在今年全国两会上的说法,我国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。

这其中核心舱有5个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口。

随着空间实验室任务的陆续展开,我国载人航天进入了应用发展新阶段,未来空间站的实景,也将越来越清晰地展现在人们面前。

本报北京9月14日电

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