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天宫一号相比前辈身兼数职

时间:2011-10-2 17:46:14 点击:

空间站就是一座空中楼阁,体积大、运行时间长、可供多名航天员巡访并长期居住和工作的大型航天器,能用于大规模开发太空资源。从世界上第一座空间站“礼炮1号”于1971年4月19日升空至今,人类已发射了10座空间站,它们在科学研究、技术试验等诸多方面,发挥着作用。

我国将在2020年建成自己的第一座空间站,就在昨晚,作为“先遣兵”的“天宫一号”升空,拉开了我国载人空间站建设的大幕。

>>历程

前苏联曾发射8座空间站

“天宫一号”是我国载人空间站“先遣兵”,其实早在20世纪初,当科学家们刚意识到太空旅行有实现可能性时,就计划要在地球轨道上建造一个永久平台,通过它来观察地球,研究空间,作为驶向月球和其他星球的飞船的组装场和补给站。

1971年,前苏联“礼炮1号”进入太空,这是人类历史上首个空间站,其上装有各种试验设备、照相摄影设备和科学实验设备。与联盟号载人飞船对接组成居住舱,可住6名宇航员。“礼炮1号”空间站在太空运行6个月,相继与联盟10号,联盟11号两艘飞船对接组成轨道联合体,每艘飞船各载3名宇航员,共在空间站上停留23天。

“礼炮1号”的上天对美国产生了极大的刺激。美国用阿波罗工程的剩余材料研制了名叫“天空实验室”的空间站,于1973年5月14日发射升空,并创下了当时连续载人航天84天的世界纪录。

此后,美国似乎有些“喜新厌旧”,将研制中心转移到了航天飞机的身上。

前苏联则对空间站一直格外青睐,先后独自发射了8座空间站,在空间站领域着实领先了一步。

最终,美俄等16个国家又联合建造了国际空间站,并于今年5月最终完工。

>>对比

中国特色赶超世界顶级

人类空间站之旅至今已有30多年,耗费了海量的人力和物力。而用最小的投入换取最大的产出,这就是中国特色的航天事业发展之路。正如天宫一号目标飞行器总设计师张柏楠所说,中国航天的这一特色也就意味着,“天宫一号”与国际上其他先导试验型的空间站相比,无论是从其自身装备还是其承担的任务来看,都须“身兼数职”,且要“勇挑重担”,以验证众多技术,承担多项任务。

前苏联从“礼炮1号”到“礼炮7号”,反复试验,最终完成和平号空间站的建设工作。严格来讲,至少“礼炮1号”—“礼炮5号”都是空间实验室的水平,规模达十几吨。虽然“天宫一号”规模没“礼炮”那么大,但方案和技术相差无几。同时,“天宫一号”还须要用小其一半的规模达到相同的试验目的,效率、效益都要高得多。

美国也是在很长的一段时间内才掌握了空间站建设的诸多关键技术。其早期的天空实验室,虽然规模达到100多吨,但并不具备载人生活保障能力和在轨补加能力,寿命非常有限。

在空间站建设方面,中国虽起步较晚,相较于国际空间站而言,规模相对有限,但“天宫一号”是纯粹的“独立自主”,所携带的设备水平却并不差。一旦“天宫一号”圆满实现三次交会对接任务,组合体控制技术迎刃而解,众多关键技术也都有了眉目,必将极大增加空间站建设成功的把握,意义非凡。

>>未来

人类有望建造太空旅馆

经过30多年的空间站研究和实践,人类认识到空间站的广泛用途,如科学实验、望天观地、通信导航、空间组装、技术试验、材料加工、太空维修、星际中转等。

人类现已完成了试验性、实用性、长久性空间站的发展阶段,国际空间站的建造,标志着永久性空间站的发展阶段业已形成,它使载人航天的意义更加明朗。

从目前来讲,空间大、运行时间长的空间站是最适合长期载人航天、开发太空资源的理想基地。它不仅能进行各种科研、试验、军事和生产活动,还可以作为服务中心,为其他航天器提供组装、维修等服务,也能作为宇宙旅馆或载人登火星的中转站。

换句话说,利用空间站能长期载人的优势,可进一步研究地球环境和宇宙空间,并开发太阳系;实现空间工业化生产,进行微重力科研及材料、生物制品等产品的空间加工和生产……

今后,人类还有望建造基于空间站的太空旅馆、太空工厂以及可以产生人造重力的太空城。

■空间站·代沟

>>第一代

一个接口难及时补给

第一代空间站也叫试验性空间站,前苏联“礼炮1号”至“礼炮5号”和美国“天空实验室”是第一代空间站。

其主要特征是空间站上只有1个对接口,因而只能接纳1艘客货两用飞船运送往返人员和少量物品。

其科研仪器和主要物品均是发射前就装入了空间站内,无法及时补给,这就限制了载人航天的时间和空间站在轨运行的寿命。不过,第一代空间站解决了许多有关的重大科技问题。例如,证实了在太空也和地面一样,有必要把卧房、工作间等按各自的特点分别建造,以免相互束缚和影响;可用轮换航天员的办法,使空间站利用率大为提高。空间站虽然是短暂性的,但相比其他航天器,也有较大的进步。

>>第二代

可同时对接两艘飞船

第二代空间站也叫实用性空间站,“礼炮6号”和“礼炮7号”都在此列。

“礼炮6号”和“礼炮7号”分别于1977年9月29日、1982年4月19日入轨。其主要特点是均有2个对接口,即可以同时接纳2艘飞船,从而把载人与运货分开,大大延长了空间站的寿命和航天员的在轨时间。

>>第三代

积木式建成太空城堡

第三代空间站也叫长久性空间站。这一代的代表——和平号空间站采用积木式构型,于1986年2月20日开始了如同搭积木一样的建造过程。其最大特点是率先升空的核心舱不仅能用于航天员生活居住,控制整个空间站正常运行,还有6个对接口,先后对接了5个专用实验舱及联盟号载人飞船、进步号货运飞船,形成了庞大的空间复合体。“和平号”是世界第一个多舱式空间站,如同一座空间大厦或宇宙城堡,大大扩展了航天员的活动空间,具有功能强、寿命长、使用范围广等一系列优点,但也存在供电严重不足、效率不高、故障频繁等问题。

>>第四代

16国打造永久性堡垒

第四代空间站也叫永久性空间站,是由16个国家联合建造。它采用桁架挂舱式构型,以上百米的组装式桁架为基础结构,然后将多个舱段和设备安装在桁架上。国际空间站共有13个增压舱,其中6个用于科学实验,3个供航天员居住,1个为多功能货舱,3个为对接用的节点舱,容积约1000立方米,质量约400吨,是开发太空的理想平台。其优点是可以实现集中供电,灵活性强,工作效率高,且使用维修方便。但它的缺点是费用高、技术复杂。

■空间站·类别

单舱式空间站:目前已发射的有前苏联的“礼炮1号”至“礼炮7号”和美国的“天空实验室”。

这种只有1个舱段的空间站只需运载火箭运送1次就能完成。其优点是所用硬件少、成本低、技术简单,不需要航天员出舱,因而早期的空间站都采用这种设计方法。但它也有致命的缺点,那就是容积小、太死板、工效低,影响了许多科学实验活动的进行,并且很难实现长期载人航天。

多舱式空间站:目前已发射的有前苏联/俄罗斯的“和平号”和多国研制的国际空间站。这种空间站是由陆续发射的多个舱段在轨道上组装而成。其优点是航天员的生活和工作空间大、灵活性强、运行时间长;缺点是技术复杂,投资和风险大。

据权威专家公开介绍,从我国实际情况考虑,我国空间站是多舱式空间站,将采用积木式构型,它包括1个核心舱、2个实验舱,总质量60吨。

1.科学动力平台的太阳电池阵(俄)

2.太阳电池阵(美)

3.综合桁架组合(美)

4.实验舱(日)

5.中心舱(美)

6.实验舱(美)

7.哥伦布轨道设备(欧空局)

8.居住舱(美)

9.太阳电池阵(美)

10.热控制系统散热器(美)

11.功能能源舱(俄)

12.服务舱(俄)

13.进步号飞船(俄)

■数说

108.8米

国际空间站长108.8米,几乎与一个标准足球场的长度相当。

935立方米

国际空间站内部增压舱容积约为935立方米,近似于一架波音747喷气式客机客舱体积。

454吨

国际空间站重近454吨,大约相当于320辆小轿车的重量。

3567平方米

国际空间站太阳能电池板展开后面积达3567平方米,可覆盖8个篮球场。

综合《中国航天报》本报记者商西报道

作者:佚名 来源:不详
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