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鲲鹏逍遥游终是传说 “天和”驻星海已成现实
2021年04月30日
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我国空间站建造进入全面实施阶段,第一个核心舱昨日成功发射准确入轨
鲲鹏逍遥游终是传说 “天和”驻星海已成现实



我国自主建造,实现产品、部组件等全部国产化
  国际空间站是目前在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备,可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它的规模大约有423吨,由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合,先后经历12年建造完成。
  中国空间站与国际空间站有什么不同?
  中国空间站由一个核心舱和两个实验舱组成,这主要是在建设思路上符合中国国情,综合当前需求和耗费等因素,采用规模适度、留有发展空间的思路,既满足重大科学研究项目的需要,又同时具备扩展和支持来往飞行器对接的能力。
  同时,中国空间站在建设过程中始终追求技术进步,充分采用当代先进技术建造和运营空间站,全面掌握大型空间设施的建造和在轨操作能力;同时注重应用效益,在空间站应用领域将取得重大创新成果,追求运营经济性,走可持续发展的道路。
  此外,中国空间站由我国自主建造,实现了产品全部国产化,部组件全部国产化,原材料全部国产化,关键核心元器件100%自主可控。
设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力
  如同汽车在使用一定年限和里程后要报废一样,空间站也没有永久寿命,只要使用,只要有人居住、工作和进行科学实验,就会有损耗。那么中国空间站的设计寿命如何,又采取了哪些措施来保证长期在轨稳定运行呢?
  据航天科技集团五院空间站系统副总设计师侯永青介绍:“中国空间站设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力。为了保证空间站在轨不小于15年长寿命要求,我们从设计伊始,就开展了长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。具体来讲,就是以系统和产品的长寿命和固有可靠性设计为基础,配合开展系统和产品在轨故障诊断、处置预案设计、维修性设计,以实现长寿命、可靠性的既定目标。”
  空间站在太空中安家后,将面对来自宇宙的各种威胁和挑战,比如,原子氧、紫外辐照、真空、温度交变、空间碎片以及微重力等等,这些危险元素可能会造成空间站的材料性能衰退,或者诱发故障,从而制约舱外电缆、表面涂层、光学镜头等产品和设备的使用寿命。
  为了最大限度地减少损坏和伤害,设计团队想方设法让空间站变得更结实、更强壮。“在天和核心舱主结构设计时,我们从抗腐蚀、抗疲劳、抗断裂三个维度进行了综合分析和评价,从材料选择、结构设计、构型、参数设计等方面进行了科学优化的设计,并从材料到构件到舱段都进行了仿真验证,以确保长寿命。”施丽铭介绍说。
  为了应对空间碎片等“劲敌”的攻击,天和核心舱热控分系统针对长寿命可靠性问题,为空间站安装了两条相当于“大动脉”的管子——热管辐射器,以便减少流体管在外暴露的面积,大大降低被空间碎片击穿的风险。
今明两年我国将接续实施11次飞行任务
  按照空间站建造任务规划,今明两年我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年前后完成空间站在轨建造,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。
  那么后续10次任务将如何安排?空间站在轨建造任务期间,长征五号B运载火箭、长征二号F运载火箭和长征七号运载火箭将各司其职,为中国空间站的建造运营搭建起“天地运输走廊”。其中,长征五号B火箭将发射空间站舱段,长征二号F火箭将通过发射神舟载人飞船送航天员入空间站,长征七号火箭将发射天舟货运飞船;载人航天“三箭客”将联手开启空间站建设。
  中国空间站建成后将成为国家太空实验室,从事空间科学研究和空间的新技术研究试验。中国载人航天工程总设计师周建平表示,欢迎全世界各国科学家参与到中国空间站的科学实验项目中来。
  中国空间站任务分为关键技术验证、组装建造和运营三个阶段,目前正处于关键技术验证阶段。在这个阶段,将发射天和核心舱和2艘载人飞船、2艘货运飞船,在轨验证7大关键技术:空间站推进剂补加、再生生保、柔性太阳电池翼和驱动机构、大型柔性组合体控制、组装建造、舱外操作、在轨维修,为实施空间站组装建造和长期运营任务奠定坚实基础。
安排四次载人飞行任务,每次乘组三名航天员
  未来“三室两厅还带储藏间”的空间站将由谁来入住?周建平指出,在空间站的关键技术验证和建造阶段,安排4次载人飞行任务,每次飞行乘组是3名航天员,他们将执行空间站技术验证、建造以及科学实验的任务,乘组的驻留时间根据任务安排,长期在轨将达到3个至6个月。
  在空间站的常态化运行中,3名航天员作为一个乘组长期飞行,乘组定期轮换。轮换期间,最多可有6名航天员同时在空间站工作,完成交接后,前一个乘组乘坐载人飞船返回地球。
  值得一提的是,空间站不仅活动空间大,而且航天员在空间站的补给也得到了更好保障。此前中国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天,航天员生存所必需的水和氧气由航天器直接送入太空。
  为了让航天员实现更久地在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收,排泄的尿液也会回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳,将通过化学反应生成氧气,这也能够降低氧气的补给需求。
  伴随着长征五号B遥二火箭一飞冲天,天和核心舱正式“入列”,“完整体”的中国空间站将不再遥远。
◎新闻延伸
  空间站开启“新老交替”
  4月18日,俄副总理鲍里索夫表示,鉴于在轨的国际空间站已经严重老化,空间站运营合约将于2024年到期,俄罗斯计划自2025年起退出该项目,并着手建造自己的空间站。
  因此,不少专家认为,到了2024年之后的相当长一段时间,中国空间站将成为人类唯一在轨运营的空间站。
  作为中国在太空的“房产”,中国空间站价值巨大。美银美林此前一份研报指出,到2040年,太空行业市场价值将达2.7万亿美元(约合人民币17.5万亿元)。高盛也表示,太空经济将成为未来的风口,未来20年间,其行业规模将会成长至数万亿美元。
  据统计,空间站的各个舱段上将部署20多个先进科学实验柜,为更多国际科研合作打下良好的环境基础。目前,中国和联合国外空司已经批准了17个国家参加的9个项目加入中国空间站的科学试验。未来,围绕中国空间站的国际合作将会越来越多。

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