文章來源：科技日報(bào) 發(fā)布時(shí)間：2021-05-06
我國載人航天工程再次開啟新征程。
4月29日11時(shí)23分，搭載空間站天和核心艙的長征五號B遙二運(yùn)載火箭，在我國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火升空，約494秒后，天和核心艙與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，12時(shí)36分，太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。這標(biāo)志著中國空間站在軌組裝建造全面展開。
按照空間站建造任務(wù)規(guī)劃，我國將于2022年完成空間站在軌建造。
“建成和運(yùn)營近地載人空間站將使我國成為獨(dú)立掌握近地空間長期載人飛行技術(shù)，具備長期開展近地空間有人參與科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)和綜合開發(fā)利用太空資源能力的國家。”航天科技集團(tuán)五院空間站任務(wù)總指揮王翔介紹說。
載人航天“第三步”首顆航天器
中國空間站意味著中國人在太空有了一個(gè)“家”。
據(jù)王翔介紹，作為人類歷史上規(guī)模最大的航天器，空間站是一種在近地軌道長時(shí)間運(yùn)行，可滿足航天員長期在軌生活、工作以及地面航天員尋訪的載人航天器，代表了當(dāng)今航天領(lǐng)域最全面、最復(fù)雜、最先進(jìn)和最綜合的科學(xué)技術(shù)成果。
空間站工程是我國載人航天工程“三步走”的第三步，天和核心艙則是第三步發(fā)射的首顆航天器。上世紀(jì)90年代初，我國載人航天工程正式啟動(dòng)，第一步是載人飛船階段，在此期間完成了載人飛船的研制，實(shí)現(xiàn)了航天員天地往返等目標(biāo)。第二步是空間實(shí)驗(yàn)室階段，在這一階段，不僅掌握了出艙、交會(huì)對接技術(shù)，成功對航天員中期駐留太空進(jìn)行了驗(yàn)證，還成功驗(yàn)證了推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)，完成了運(yùn)送貨物補(bǔ)給等任務(wù)。第三步是空間站建設(shè)階段，我國將建造長期有人照料的空間站。
據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站任務(wù)總設(shè)計(jì)師楊宏介紹，天和核心艙全長16.6米，最大直徑4.2米， 發(fā)射質(zhì)量22.5噸，是未來空間站的管理和控制中心，可支持3名航天員長期在軌駐留，支持開展艙內(nèi)外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，是我國目前研制的最大的航天器。
經(jīng)過科學(xué)慎重的遴選，空間站上將搭載安裝包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、微重力、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)施。據(jù)悉，空間站上將部署25個(gè)先進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、艙外載荷安裝平臺(tái)以及共軌飛行的巡天望遠(yuǎn)鏡，提供空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件，解決大規(guī)模空間應(yīng)用問題。
舒適便利的“太空之家”
空間站建設(shè)是一個(gè)漫長的過程，就像“搭積木”一樣，核心艙是第一個(gè)上天的艙段，是整個(gè)空間站最基礎(chǔ)的部分，之后所有的艙段都將以此為起點(diǎn)進(jìn)行疊加。
“麻雀雖小，五臟俱全”，核心艙除含有全套生命維持裝置外，還負(fù)擔(dān)了航天員初期駐留以及科研所需的全部物質(zhì)條件——從居住區(qū)到科研區(qū)一應(yīng)俱全。
據(jù)航天科技集團(tuán)五院航天專家介紹，核心艙在設(shè)計(jì)上較過去有了很大突破，供航天員工作生活的空間約50立方米，未來加上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙后，整體能夠達(dá)到110立方米。長度超過5層樓房，直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少。不僅活動(dòng)空間大，航天員在空間站的補(bǔ)給也得到更好保障。
為了讓航天員實(shí)現(xiàn)更長時(shí)間的在軌停留，空間站設(shè)計(jì)了完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會(huì)通過冷凝水方式回收，排泄的尿液也會(huì)回收凈化，重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時(shí)產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學(xué)反應(yīng)生成氧氣，這也能夠降低氧氣的補(bǔ)給需求。
硬件之外，“太空之家”的軟件也不在話下。在天和核心艙的密封艙內(nèi)，就餐區(qū)配置了微波爐、冰箱、飲水機(jī)、折疊桌等家居，還配置了太空跑臺(tái)、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材。
此外，艙內(nèi)情景照明可由手機(jī)App控制。說到手機(jī)，核心艙不僅配上了，可以實(shí)現(xiàn)在軌航天員之間通話，還配了天地視頻通話設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)與地面的雙向視頻通話。另外，還有可以支持航天員收發(fā)電子郵件的測控通信網(wǎng)和相關(guān)設(shè)備。
航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰曾打過一個(gè)形象的比喻：如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號和天宮二號就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間的“豪宅”。
為中國空間站筑牢基礎(chǔ)
2010年9月25日，中國空間站工程正式批準(zhǔn)實(shí)施。11年來，中國空間站的論證、設(shè)計(jì)和建造充分展現(xiàn)了中國智慧。
中國空間站以天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙三艙為基本構(gòu)型。此次成功發(fā)射的天和核心艙，是空間站組合體控制和管理的主份艙段。楊宏表示，天和核心艙具備交會(huì)對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)等能力；密封艙內(nèi)配置有工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)以及鍛煉區(qū)，能為航天員提供舒適良好的工作生活條件。
楊宏介紹，中國空間站具備10年設(shè)計(jì)壽命，可長期在軌穩(wěn)定運(yùn)行。在空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，我國將發(fā)射天和核心艙以及2艘載人飛船、2艘貨運(yùn)飛船，完成空間站推進(jìn)劑補(bǔ)加、再生生保、柔性太陽電池翼和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、大型柔性組合體控制、組裝建造、艙外操作、在軌維修等7大關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，為實(shí)施空間站組裝建造和長期運(yùn)營任務(wù)奠定基礎(chǔ)。
據(jù)悉，核心艙成功發(fā)射后不久，天舟二號貨運(yùn)飛船將執(zhí)行物質(zhì)運(yùn)輸任務(wù)。
在天舟二號和核心艙實(shí)行對接后，載有3名航天員的神舟十二號飛船將進(jìn)入發(fā)射倒計(jì)時(shí)階段。時(shí)隔5年，中國航天將再度送航天員重返太空。
此刻，天和核心艙正按既定飛行程序，展開各項(xiàng)動(dòng)作，開展在軌工作，并靜待貨運(yùn)飛船和載人飛船的到來。
【責(zé)任編輯：趙藝涵】