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中国“天宫”尝试搭建空间站

2011-08-23 14:10:46  来源:国际在线-《世界新闻报》  编辑:沈湜   
  8月18日,“携手神八·交会梦想”大型公众征集活动启动。相关人士在活动上透露:8月底,中国首个空间实验室“天宫一号”将发射升空,并在发射后的两年内与神舟八号、神舟九号、神舟十号完成对接任务,从而建立中国第一个空间实验室,同时也为中国航天建设空间站做准备。


  8月18日,“携手神八·交会梦想”大型公众征集活动启动。相关人士在活动上透露:8月底,中国首个空间实验室“天宫一号”将发射升空,并在发射后的两年内与神舟八号、神舟九号、神舟十号完成对接任务,从而建立中国第一个空间实验室,同时也为中国航天建设空间站做准备。

  中国若要实现建立空间站,两个最关键的技术必须解决,其一是宇航员出舱行走,已于2008年完成;其二就是太空舱交会对接。“天宫一号”是中国未来空间站的雏形,是检验技术是否成熟的关键,特别是其与“神舟”八号将进行交会对接任务,更是中国载人航天工程前所未有的挑战。按照计划,到2020年左右,中国将开始建设正式的空间站。

  “天宫一号”什么样

  人们对于“天宫一号”空间实验室的样子并不陌生,它的模型不仅早已进行过公开展示,而且其实体画面已在网络上曝光。2009年“天宫一号”模型作为牛年春晚的神秘礼物亮相,曾使全国人民为之一震。“天宫一号”采用两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存条件,可用于航天员驻留期间在轨工作和生活。资源舱为轨道机动提供动力,并为飞行提供能源,资源舱带有太阳能帆板。从外部观测,实验舱呈长方体,宇航员的活动空间达到15立方米,3个人同时漂浮在里面也不会拥挤。此外,舱内的颜色也进行了科学而人性化的搭配。有专家指出,和杨利伟乘坐的神舟五号比,“天宫一号”的舱内环境要舒服很多。

  6月下旬,“天宫一号”从北京乘专列火车运送往酒泉卫星发射中心。专列虽是老旧的绿皮车,速度也很慢,但却能保障运输的安全平稳,这对“天宫一号”来说是最重要的。在运输过程中,“天宫一号”用了迄今中国空间技术研究院使用最大的包装箱,其先进的减震、温控性能是“天宫一号”顺利运抵发射场的保证。相关专业人员形容说,“‘天宫一号’进了包装箱,比婴儿进了保温箱还要安全舒适。”

  酒泉发射中心占地5万平方公里,但居住人口只有数万,光秃秃的戈壁滩透出些许荒凉感。这里的公路和铁路几乎平行,由于沙子常常埋掉铁轨,所以驻扎在这里的工作人员还担负着清理铁路的工作。抵达航天城后,“天宫一号”的实验舱和资源舱进行了总装恢复工作,并顺利地完成了各项测试。完成了总装工作的“天宫一号”意味着整个飞行器系统已基本上可以运转起来。

  将实现太空对接

  许多人还会发出疑问,“天宫一号”上天去做什么?载人航天中,天地往返的太空运输工具是神舟飞船,或是美国的航天飞机(目前已停飞),但是天地往返运输工具并不能在轨道上实现长期工作,长期工作需交由空间站完成。空间站规模更大,设备更全,科研能力也更强。但是人要进入空间站或者给空间站进行补给,都需要载人飞船和货运飞船来提供支持。

  中国载人航天工程分为三步走:一是航天员上天;二是多人多天飞行、航天员出舱,实现飞船与空间舱的交会对接,并发射短期有人照料的空间实验室;三是建立永久性空间站。在此之前,神舟五号飞船实现了载人飞行,突破了第一步天地往返任务;神舟七号的宇航员出舱则完成第二步任务的前一部分。而“天宫一号”的发射将检验“空中交会对接”技术,此次发射是在完成第二步的后续任务,并为完成第三步目标,即建立空间站打下基础。

  实际上,“天宫一号”被航天业内人士称为“目标飞行器”,它是中国首个空间实验室雏形,重8吨,设计使用周期仅为2年。“天宫一号”之后,将发射神舟八号、神舟九号、神舟十号将与之对接。其中神舟八号为无人对接,其余两个根据神舟八号交会对接的具体情况,然后考虑载人状态下的对接。

  中国对接技术与众不同

  交会对接技术是一种非常复杂、难度很大的技术,也是建立空间站最关键的技术。其原理是通过轨道参数的协调,让两个或两个以上的航天器在同一时间到达太空同一位置,然后再通过专门的对接机构将其连为一个整体。具体的方法一般是先将“目标飞行器”发射入轨,并精确测定其运行轨道,当其飞经待发飞行器发射场上空时,通过择机发射使后者与前者运行在相同的轨道上,并将距离控制一定范围内,随后再依靠飞行器本身的机动能力让两者逐渐连为一体

  有分析指出,神舟八号的重量与“天宫一号”相近,两个8吨重的物体,在太空中以第一宇宙速度(相当于每小时28440公里)飞行,并完成无缝对接,难度可想而知。交会对接技术是举世公认的航天技术瓶颈,在国外载人航天活动早期,航天器在空间交会对接过程中有过失败。如俄罗斯“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站在对接过程中就曾“相撞”。

  中国首次交会对接技术无论是总体方案还是具体实施,全部为独立自主研发。中国的交会对接技术和当年美国与前苏联的做法有所不同:后者都采用了飞船与飞船对接,而中国则研制了一个“目标飞行器”作为对接目标,追踪飞行器则采用飞船。据悉,“神舟”系列飞船从神舟八号开始有了许多技术改进,成为一种崭新的天地往返飞行器。其中,交会对接功能是其最主要的特色,航天员可以根据电视图像操纵飞船,使其紧跟目标飞行器。有专家指出,要实现顺利对接,两个飞行器的相对速度不能超过每秒0.2米,横向偏差不能超过18厘米。对接成功后,神舟八号飞船会通过很多把锁紧紧绑住“天宫一号”。

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