4月29日11時23分,中國文昌航天發射場,長征五號B遙二火箭成功將天和核心艙送入預定軌道。作為(wei) 搭建我國空間站的第一個(ge) 模塊,天和核心艙是中國空間站發射入軌的首個(ge) 艙段,主要用於(yu) 空間站統一控製和管理,具備長期自主飛行能力,可支持航天員長期駐留,開展航天醫學、空間科學實驗和技術試驗,起飛質量22.5噸,是目前我國自主研製的規模最大、係統最複雜的航天器。接下來,它將在太空中靜候與(yu) “問天”及“夢天”兩(liang) 個(ge) 實驗艙交會(hui) 對接,最終組建成T字形的天宮空間站。這標誌著我國載人航天工程“三步走”成功邁出第三步,宣告了中國開啟空間站任務新時代。
打造舒適宜居的太空之家
建造空間站意味著中國人在太空有了一個(ge) “家”。航天科技集團五院空間站核心艙結構分係統主任設計師施麗(li) 銘介紹說,此次發射的天和核心艙是中國空間站的關(guan) 鍵艙段,也是空間站組合體(ti) 控製和管理的主份艙段。核心艙的體(ti) 積非常大,航天科技集團五院空間站係統副總設計師朱光辰形象地比喻,如果說神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號就相當於(yu) 一室一廳的房子,那麽(me) 空間站就是三室兩(liang) 廳還帶儲(chu) 藏間的“豪宅”了。
航天科技集團五院空間站係統總體(ti) 主任設計師張昊介紹,天和核心艙的密封艙內(nei) 配置了工作區、睡眠區、衛生區、就餐區、醫監醫保區和鍛煉區六個(ge) 區域,不僅(jin) 能夠保證每名航天員都有獨立的睡眠環境和專(zhuan) 用衛生間,而且在就餐區配置了微波爐等家居物品。不僅(jin) 如此,太空跑台、太空自行車等航天員日常鍛煉的健身器材也一應俱全。此外,核心艙還為(wei) 航天員配置了手機和支持收發電子郵件的測控通信網,航天員不僅(jin) 可以在軌通話,還可以實現與(yu) 地麵的雙向視頻通話。
在空間站時代,航天員的太空之旅將更加漫長。此前我國航天員在軌飛行時間的最長紀錄是33天,航天員生存所必需的水和氧氣由航天器直接送入太空。為(wei) 了讓航天員實現更久在軌停留,空間站設計了完整的可再生生命保障係統。
保證長期穩定在軌運行
航天科技集團五院空間站係統副總設計師侯永青介紹:“中國空間站設計在軌飛行10年,具備延壽到15年的能力。為(wei) 了保證空間站在軌不小於(yu) 15年長壽命要求,我們(men) 從(cong) 設計伊始就開展了長壽命、可靠性、維修性、安全性一體(ti) 化設計。”
空間站在太空安家後,將麵對來自宇宙的各種威脅和挑戰,如原子氧、紫外輻照等。這些危險因素可能造成空間站的材料性能衰退,或者誘發故障,從(cong) 而製約艙外電纜等產(chan) 品和設備的使用壽命。
“影響天和核心艙艙體(ti) 主結構長壽命的因素主要有疲勞損傷(shang) 、意外損傷(shang) 和腐蝕三種。”航天科技集團五院空間站係統總體(ti) 主管設計師夏喬(qiao) 麗(li) 說。為(wei) 最大限度減少損壞和傷(shang) 害,設計團隊想方設法讓空間站變得更結實、更強壯。“在天和核心艙主結構設計時,我們(men) 從(cong) 抗腐蝕、抗疲勞、抗斷裂三個(ge) 維度進行了綜合分析和評價(jia) ,從(cong) 材料選擇、結構設計、構型、參數設計等方麵進行了科學優(you) 化設計,並從(cong) 材料到構件到艙段都進行了仿真驗證,以確保長壽命。”施麗(li) 銘介紹。
五大目標注重應用效益
空間站工程是載人航天工程“三步走”中的第三步:第一步,發射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用實驗;第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會(hui) 對接技術,發射空間實驗室,解決(jue) 有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題;第三步,建造空間站,解決(jue) 有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。
中國空間站主要有五大工程目標:一是建造並運營近地空間站,突破、掌握和發展大型複雜航天器的在軌組裝與(yu) 建造、長期安全可靠飛行、運營管理和維護技術,提升國家航天技術水平,帶動相關(guan) 領域和行業(ye) 科技進步,增強綜合國力。二是突破、掌握和發展近地空間長期載人航天飛行技術,解決(jue) 近地軌道長期載人航天飛行的主要醫學問題,實現航天員長期在軌健康生活和有效工作。三是建成國家太空實驗室。發展具有國際先進水平的空間科學與(yu) 應用能力,開展多領域空間科學實驗和技術試驗、空間應用,以及科普教育,獲取具有重大科學價(jia) 值的研究成果和重大戰略意義(yi) 的應用成果。四是開展國際(區域)合作,為(wei) 人類和平開發和利用空間資源作出積極貢獻。五是以在軌服務、地月和深空載人探測需求為(wei) 牽引,試驗和驗證相關(guan) 關(guan) 鍵技術,為(wei) 載人航天持續發展積累技術和經驗。
今年,我國還將發射2艘載人飛船、2艘貨運飛船,並在軌驗證7大關(guan) 鍵技術:空間站推進劑補加、再生生保、柔性太陽電池翼和驅動機構、大型柔性組合體(ti) 控製、組裝建造、艙外操作、在軌維修,為(wei) 實施空間站組裝建造和長期運營任務奠定堅實基礎。(記者 薑天驕)
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