4月29日,海南文昌发射场,长征五B成功将天和核心舱发射入轨,拉开了为期两年的中国空间站建造帷幕。
长征五B成功发射天和核心舱天和核心舱是整个空间站最关键的部分,要不然为什么叫核心舱呢。未来发射的其他舱室,都将挂载到天和核心舱上面。核心舱做为枢纽,将连接两个实验舱,分别是梦天和问天。此外,运货的天舟货运飞船和运人的神舟载人飞船,都将停靠在天和核心舱上。
中国空间站基本构型天和核心舱长度为16.6米,分成直径2.8米的小柱段和直径4.2米的大柱段,从功能上又可划分成节点舱、生活控制舱和资源舱三部分。
天和核心舱结构节点舱用来对接实验舱和飞船,拥有两个停泊口,每个连接一个实验舱;还有两个对接口。因此,节点舱那里可以同时挂上两艘飞船。再加上资源舱那里的一个对接口,整个太空站可以同时停泊三艘飞船。
完全版的太空站在节点舱上部,还有一个出舱口,是为了宇航员出舱活动而设置的。下图是年珠海航展时的天和核心舱等比模型。在节点舱上方有个向大家挥手的假人,那个位置就是节点舱的出舱口。
天和核心舱模型中国太空站的接口兼容性很好,不仅能接受中国自己的天舟和神舟,还能接驳俄罗斯的联盟飞船。据说以后SpaceX的龙飞船都可以停靠。马斯克打算以万美元一张票的价格往国际空间站运太空游客。眼看着国际空间站就快不行了,到时候马斯克的生意是不是有可能转到中国空间站上?
中国空间站节点舱之后的生活控制舱,就是航天员呆的干正事的地方。其实生活控制舱包含生活区和控制区两部分。生活区有三个睡眠区,一个健身区;至于控制区呢,就是吃饭的地方。简单来说,生活控制舱就是三室两厅结构。呃,好像堂堂空间站除了睡就是吃?当然舱里还放了很多设备,可以做实验。
天和结构平面图正常来说,天和核心舱可容纳3名宇航员常驻。在交接班的时候,允许最多六名宇航员同时呆在空间站。至于大伙是打吊铺还是打地铺,到时候我们再研究。
太空中的天和核心舱资源舱简单来说有燃料和发动机,用于维持轨道。有人可能奇怪,为啥还要维持轨道?其实太空站工作的公里高空,仍然属于大气层的一部分。空气非常、非常稀薄但不是没有空气,因此大气阻力会使空间站速度降低,高度逐渐下降。这样就有必要适当时候加速一下,从而维持轨道高度。
天和核心舱尾部中国空间站采用了属于电推进技术的霍尔离子推进器,用来维持轨道。上图中核心舱尾部伸出来的白色支架上的黑色小圆盘,就是霍尔推进器的喷口。霍尔推进器通过加速等离子体的方式,能实现非常高的比冲。尽管推力很小,但用于维持轨道空间站非常合适。相比普通的化学火箭,能大大节省燃料。
太空中的天和核心舱天和核心舱其实非常大。你现在看天和可能没什么感觉,假如把天和立起来,和人做一下对比,你就有感觉了。大,真大,毕竟16.6米相当于五层楼高了。为了能够发射重达22.5吨的天和核心舱,中国专门研发了长征五号B型运载火箭。
天和核心舱对于发射嫦娥五号和天问的长五来说,大家都很熟悉了,长五B又是什么来历呢?从前面对比图可以看出,长五B比长五短了一截。长五B在长五系列中,是发射空间站专用版,采用了一级半构型,而长五是二级半构型。之所以如此,是因为空间站只需要发射到地球低轨道就可以了,所以一级半构型就够用了。虽然少了一级火箭,但为了容纳16.6米长的空间站,长征五号B的整流罩被加长到了22米!因此看起来长五B并没有比长五短太多。
长五与长五B对比通过采用一级半构型,长五B低轨道运力达到了25吨,用于发射22.5吨的天和核心舱正正好好。当然,这个运力就是卡着空间站的重量来的,要不然怎么叫空间站专用版呢。其实除了发射空间站,长五B恐怕也没其他用途了;毕竟很难找这么高的低轨道运力需求。
长五B雄姿天和升空后,还需要进行多次发射,才能完成整个空间站的构建,建设工作将持续到年。这期间将有11次航天发射,其中包括
l3次长征五B,用来发射核心舱和两个实验舱;
l4次长征七,发射四艘货运飞船;
l4次长征二F,发射四艘载人飞船。
空间站发射规划从时间顺序上来说,天和核心舱上天之后,将有两个批次的宇航员到访,每次神舟飞船发射前,都会有一次天舟货运飞船发射,为空间站补充物资。其后进行的两次实验舱发射,也将对应两次宇航员进空间站。总之,在这段时间里,中国空间站并不是一直有人驻守的。因此提醒中国航天员离开时,一定要记得锁好门窗,以防不速之客闯入。
中国空间站建设时间表中国空间站建设可以分成三个阶段。第一阶段是从现在开始到年3月发射实验舱之前,属于关键技术验证阶段,主要是验证天和核心舱的运转。第二阶段叫建造阶段,要加上两个实验舱。在对接实验舱时,天和上将由第三批到访的宇航员值守,并参与实验舱对接工作。最后一批次到访的三名宇航员,将和前一批次的宇航员交汇十天,空间站将同时驻留六名宇航员。这之后就进入运行阶段了,届时宇航员将常驻空间站。
中国空间站演化顺序建成后的中国空间站,将拥有一个核心舱,两个实验舱,加上飞船,规模达到80吨级。这之后,空间站可能还会做进一步的拓展,最终达到吨级,当然具体细节目前尚未最终确定。
完整运行的中国空间站总体而言,中国空间站规模适中,成本可控,性价比好。相比之下,美国主导的国际空间站,达到了吨的规模,但运行成本太高,占用过多资金,为很多人所批评。
天和任务徽标最后祝愿中国空间站建设一切顺利!