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揭秘中国空间站

更新日期:2021/1/21来源:上海航宇科普中心

       2020年5月5日,在中国文昌航天发射场,首次发射的长征五号B运载火箭,成功将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入太空轨道。5月8日,新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆返回,试验取得圆满成功。这也是中国空间站在轨建造阶段的第一次飞行任务,期盼已久的中国空间站建造大幕终于拉开。
       按规划,空间站将在2022年前后建成。届时,它将运行在高度340—450公里的近地轨道,在轨飞行可达10年以上,支持开展大规模的空间科学实验、技术试验和空间应用等活动。而且,通过太空维修可以延长使用寿命,也可以扩展其规模。
       空间站长什么样?
       整体呈T字构型,有三个舱段。如果把神舟飞船比作一辆轿车,天宫一号和天宫二号相当于一室一厅,空间站则像是三室两厅还带储藏间。中国空间站的名字颇具中国特色,命名为“天宫”,一般情况下驻留3人,在航天员轮换时最多可达6人,建成后将成为我国长期在轨稳定运行的国家太空实验室。
       中国载人航天工程总设计师周建平介绍,空间站基本构型有3个舱段,1个核心舱,2个实验舱(如下图)。每个舱都是20吨级,三舱组合体质量约66吨。空间站整体呈T字构型,核心舱居中,实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。其中,核心舱用来控制整个空间站组合体,两个实验舱分别用于生物、材料、微重力流体、基础物理等方面的科学实验。中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰形象地比喻:“如果神舟飞船是一辆轿车,那么天宫一号和天宫二号相当于是一室一厅的房子,空间站则像是三室两厅还带储藏间。”核心舱命名为“天和”,全长16.6 米,最大直径4.2 米,发射质量22.5 吨,可支持3 名航天员长期在轨驻留,是我国目前研制的最大航天器。它既是空间站的管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所,还能支持开展少量的空间科学实验和技术试验。为了让航天员在太空中的长期生活更加舒适,核心舱在设计上有很大突破,供航天员工作生活的空间约50立方米,加上两个实验舱后,航天员活动空间整体达到110立方米。
       核心舱又包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分,有3个对接口和2个停泊口。停泊口用于连接两个实验舱,一起与核心舱组装形成空间站组合体。对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站,另有一个出舱口供航天员出舱活动。其中,核心舱前端的两个对接口接纳载人飞船对接停靠,后端的一个对接口接纳货运飞船停靠补给。对接口可以支持其它飞行器短期停靠,并接纳新的舱段对接,扩展空间站规模。
       中国航天科技集团五院空间站系统主任设计师张昊介绍,核心舱是空间站的主控舱段,主要对整个空间站的飞行姿态、动力性、载人环境进行控制。核心舱的大柱段直径4.2 米,小柱段直径2.8 米。大柱段部位主要是航天员工作和实验的地方,小柱段则是航天员的睡眠区和卫生区,保障航天员的生活和正常居住。
       实验舱Ⅰ名为“问天”,主要任务是开展舱内和舱外空间科学实验和技术试验,也是航天员的工作生活场所和应急避难场所。实验舱Ⅰ配备了航天员出舱活动专用气闸舱,支持航天员出舱活动,配置了小型机械臂,可进行舱外载荷自动安装操作。实验舱Ⅰ有着核心舱部分关键平台功能,这意味着在需要的时候,它可以执行对空间站的整个管理和控制。