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中国空间站天和核心舱要解决太空七件事

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据中国载人航天工程办公室消息,4月23日,空间站天和核心舱与长征五号B遥二运载火箭组合体已转运至发射区,后续将按计划开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。目前,发射场设施设备状态良好,工程各参研参试单位正在全力备战。

垂直转运也标志着核心舱器箭组合体已经完成了在技术区的总装和测试工作,正式进入发射准备工作。

已就位!中国空间站天和核心舱将在文昌发射。来源/中国载人航天工程办公室

核心舱个人档案:目前中国最大、最复杂的航天器

4月23日,空间站“天和”核心舱组合体亮相并稳稳转运至发射区。

在长征五号B遥二运载火箭顶端整流罩里,所包裹的正是空间站“天和”核心舱,它的重量是在20吨级,也是目前中国最大、最复杂的航天器。

中国载人航天工程总设计师周建平表示,计划进行搭建工作的中国航天天宫空间站,基本构型目前已经确定,将会由一段核心舱及两段实验舱,以T字型布局组成。两段实验舱分别位于核心舱的左右两侧长期停靠对接,而货运飞船及后续的载人航天飞船,则会在核心舱的前后两端完成对接。

据央视报道,中国空间站“天和”核心舱1:1模型曾亮相珠海展览。核心舱长16.6米,主要用于空间站的控制和管理,具备长期自主飞行能力,能支持航天员长期驻留,还能支持开展航天医学和空间科学实验。核心舱包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分,有三个对接口和停泊口,对接口用于载人飞船、货运飞船及其它飞行器访问空间站;停泊口用于两个实验舱与核心舱组装形成空间站组合体,另有一个出舱口供航天员出舱活动。

中国“长征”系列运载火箭主要型号型谱,请横屏查看,来源网络

空间站是否要长期维护?航天员上厕所怎么办?

中国空间站“天和”核心舱,名字很酷,但到底为什么叫核心舱呢?核心舱飞天后,是如何开展一系列工作的?接下来航天员又会进行哪些维护?记者采访了航天领域相关专家。

人类生活七件事,柴米油盐酱醋茶。该专家说,太空工作七件事,飞推电生通接臂。简单的七个字,正是空间站核心舱要解决的核心问题。

首先它要解决飞的问题,空间站飞在哪,轨道高度多少,姿态如何,“我们以国际空间站为例来解释,早期空间站并不知道自己的高度,而是通过俄罗斯地面站,跟踪空间站的位置。但很快,美国就在空间站上安装了GPS接收装置,由此确定飞行高度。”

“再比如角度,国际空间站可以通过四个陀螺仪来调整姿态,如果有大的调整,还需要推进系统的帮助。”专家解释,在距离地面千米的太空中,仍然有大气和太阳等因素的影响,导致空间站的轨道高度缓慢下降,所以需要不定期使用推进系统来重新提升高度。推进系统的燃料,将通过货运飞船定期补充。补货期间,货运飞船是对接在空间站上的,空间站也曾经多次利用货运飞船的推进系统来提升高度。

刚才提到的是“对接”,是核心舱的一个重要作用。专家分析,“我国的核心舱就有专门的节点舱,对接载人飞船、问天实验舱、梦天实验舱,还要给航天员出舱留下空间,尾部还有一个对接口,可以对接货运飞船。”

对接后,空间站上要怎么用“电”?据了解,空间站长期在轨工作,需要持续的电能,太阳能电池是最好的来源。国际空间站早期是靠俄罗斯舱段供电,而后期美国这边,也建起了巨大的太阳能板。

有了电还不够,还需要用电标准。那么,核心舱如何给实验舱供电?舱段如何给设备供电?专家说,事先都要设计好。需要统一标准的还有通信,空间站的各个设备需要网络连接,国际空间站里就有几套网络,重要舱段和核心设备由军用特定型号b总线相连,日常工作的电脑则由局域网相连。需要通信的地方还有很多,比如空间站向地面站发送数据,空间站向飞船发送数据,空间站向航天员发送数据,空间站中转地面站数据给航天员。

回到我国的两个实验舱,也有自己的供电和推进系统。因为实验舱和火箭分离之后,它还要自己飞一段,飞到核心舱那里去对接。“这其实和俄罗斯的方式类似。”专家称,在国际空间站上,俄罗斯的第一个舱段(zarya)和他们的核心舱(zvezda)都是独立的飞船。对接到一起以后,控制权就交给了核心舱,舱段的推进系统也就不再使用了。“但是它有几个存放燃料的罐子,据说还在用。包括俄罗斯的和平号空间站也是这样的方式。甚至他们有一个量子1号舱段,它的推进系统是一个单独的模块,送上空间站以后就直接扔掉了。而美国就不太一样,因为他们有航天飞机,很多舱段都是由航天飞机送上去的,所以舱段本身是不用推进系统的。”

航天员在空间站长期工作,缺不了生命支持系统(水、氧气、吃饭、上厕所、睡觉),所以太空上工作,也要考虑七件事,柴米油盐酱醋茶。

专家解释,在国际空间站上有一些处理方式,如把水变为氧气、把二氧化碳变为氧气、把空气中的湿气过滤成水、收集尿液过滤成水的系统等。当然,货运飞船还要定期往空间站上送水。“最后,你还需要一个机械臂。建设一个空间站,需要在太空里安装很多设备,光靠航天员,在太空里抱着设备恐怕不够稳妥,所以最好有机械臂的帮助。想象一下,工作时把航天员固定在机械臂上,解放他的双手,他就不会在太空里飘来飘去。”

中国空间站示意图,来源网络

未来两年我国将有11次发射任务

中国载人空间站,简称中国空间站或天宫空间站,是一个在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。空间站轨道高度为~千米,倾角42~43度,载人空间站命名为“天宫”,货运飞船命名为“天舟”。

按照前期任务规划,今明两年内,我国将通过11次飞行任务完成空间站的在轨建造,包括1个核心舱和2个实验舱、4艘货运飞船以及4艘载人飞船,

实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。

那么,航天员要在太空停留多久?预计,执行神舟十二号载人航天任务的3名中国航天员将会在太空中停留大约4至5个月,于年10月左右搭乘返回舱回到地球。计划中的降落地点,位于内蒙古自治区乌兰察布市四子王旗着陆场。

而俗称“胖五”长征五号系列火箭主要包括长征五号和长征五号B两型火箭,遵循“系列化、通用化、组合化”的研制思想。该系列火箭芯一级直径5米,捆绑4个直径3.35米的助推器,分别采用绿色、高性能的液氧、液氢和液氧、煤油作为推进剂,起飞推力达到千吨级。

相对于长征五号,长五B火箭减少了二子级和级间段,是我国首型“一级半”火箭(助推器又称为“半级”),根据空间站任务要求新研制了长度20.5米、直径5.2米的我国最大的整流罩,并对全箭进行了适应性改造。长五B火箭全长约53.7米,起飞质量约吨,近地轨道运载能力达到25吨级,可满足约22吨的空间站舱段发射需求。

中国载人航天工程办公室主任郝淳在报道中说,“按计划我国空间站将在年左右完成在轨建造,建成后,将成为我国长期在轨运行的国家太空实验室。”郝淳提到,中国空间站额定成员有3人,乘组轮换时最多可达6人,目前我国空间站建设完成关键技术攻关。

同时,中国载人航天工程办公室和联合国外空司签署合作协议,双方联合在全球范围首次发布了,利用中国空间站开展空间科学实验的项目征集公告,正在进行项目遴选,通过遴选的项目将在中国空间站上实施。

潇湘晨报记者李琼皓实习生刘晓坚长沙报道

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