中国空间站核心舱天和发射成功一文看懂中

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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!




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