作者:黎佳易 来源:央视新闻客户端 发布时间:2021/5/18 22:11:31
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焦点访谈丨告诉你一个神奇的空间站

 

今天(18日),从中国载人航天办公室传来了好消息,我国第一个空间站核心舱天和核心舱在发射升空后,已经完成了单舱飞行阶段的在轨测试,后续飞船、舱段的发射将正常按计划实行。从4月29日天和核心舱发射成功后,每隔90分钟它就会飞过我们的头顶一次,在太空里等待着空间站其它舱段以及货运飞船、载人飞船和它汇合。天和核心舱上天后做了些什么?我国自己的空间站将建成什么样?要能够在轨运行10年以上,空间站和此前的天宫一号、二号相比有什么不同?

中国载人航天工程办公室主任郝淳说:“核心舱是整个空间站最重要、最关键的舱段,建造空间站是我国载人航天三步走战略的第三步,到现在已经进入了空间站建造的关键时期。”

根据我国空间站建造规划,将在两年时间内建成以核心舱为控制中心,问天、梦天实验舱为主要实验平台,常年有人照料的空间站,两年时间内,各个舱段将在轨道上“搭积木”,组建中国空间站。

郝淳说:“空间站建造分为空间站关键技术验证和空间站建造两个阶段,从今年到明年,完成这两个阶段的任务。今年发射空间站的天和核心舱,紧接着是5月份和6月份分别实施的天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船的发射,9月和10月将分别实施天舟三号货运飞船和神舟十三号载人飞船的飞行任务。”

这两年,各类型号的火箭将密集升空,长征7号火箭将负责运送天舟货运飞船,航天员搭乘的神舟载人飞船将继续由长征二号F火箭发射,而最重、最大的各部分舱体,由长征五号B火箭送入轨道。

对于后续任务来说,天和核心舱进入太空后的状态至关重要。发射入轨后,天和核心舱已经完成了能源、动力、轨道控制等几大系统核心技术的初步验证。

北京航天飞行控制中心副主任孙军说:“用16天左右的时间对40余项测试项目进行测试,主要包括核心舱的平台功能、组合体的控制功能等一系列的测试,用来评估核心舱的功能和它今后支持交会对接,包括支持航天员长期驻留的功能。”

和此前曾经驻留太空的天宫一号、天宫二号空间实验室相比,核心舱系统有许多全新的设计,初步验证的内容都和今后空间站的运行息息相关。

中国载人航天工程总设计师周建平说:“从组合体的规模上讲,比其它的航天器要大很多倍,规模很大,不仅仅是几何尺寸的放大,而是功能的大幅增加。”

航天科技集团五院载人航天工程空间站系统总设计师杨宏说:“在地面所做的各项试验是有重力的,涉及到有微重力情况下的一些试验,很难去模拟这样的试验环境,真正的检验需要在天上,相当于做一个体检,到目前为止所检查的各项性能指标都符合设计预期。”

作为整个空间站第一个成功入轨的舱段,天和核心舱整个舱体长16.6米,最大直径4.2米,重约22.5吨,是目前我国发射航天器里最重、最大的一个。舱内空间也从天宫实验室的15立方米增加到了50 立方米。体积增加的同时,最前端的节点舱是我国载人航天器中第一次采用球形舱体设计。作为我国第一个设计寿命10年以上的载人航天器,空间站各个舱体主要结构的长寿命和高可靠性是最基本的前提,首先就对舱体结构的气密性提出了很高的要求。

张铁民是核心舱舱体焊接的技能团队负责人,从神舟飞船到天宫实验室、天舟飞船,再到此次的核心舱,这些载人航天器的舱体焊接都是由他们团队完成的。

航天科技集团五院天和核心舱焊接技能团队负责人张铁民说:“焊接时难度最大的是节点舱,它是球形六面,焊接的时候从头到结束都是自己摸索。”

为了确保焊接质量合格,焊接过后,要对所有的焊缝拍摄X光片,查看内部是否有气孔或裂纹,确保核心舱能够长寿命、高可靠在轨运行。

人员的长期驻留是空间站最大的特点之一, 6月,3名航天员将搭载神舟十二号飞船进驻核心舱,计划要待上3个月,比之前我国航天员在太空驻留的最长时间延长了两倍,而后续航天员计划驻留时间更是长达半年,以往自带储备上天的方式已经不再适合了。在核心舱的初步技术验证中,再生生保系统是重要的内容之一。然而此时空间站里还没有人,如何来做验证呢?

航天科技集团五院载人航天工程空间站系统副总设计师侯永青说:“无人的时候我们就做测试,比如说二氧化碳非常低,在发射前,就往舱里注一些二氧化碳,飞行测试的时候,把二氧化碳去除系统打开,然后看它的去除能力,看它是不是能正常工作。”

除了保证航天员基本的生存条件,因为驻留时间大大延长,航天员在空间站的生活工作环境也得到了最精心的安排:为了创造更安静的环境,设计师修改了以往航天器的设计,将噪音大的部件装载到舱外,并加装了隔音棉;为了保证航天员的休息,以往挂在舱壁上的睡袋升级成了带门的单间,每间还配有一个观景舷窗。

事实上,从设计阶段开始,我国航天员就参与到了空间站任务中,和此前天宫一号、天宫二号的任务相比,航天员在进入空间站后,工作内容将有质的变化。

郝淳说:“空间站设计的在轨寿命不小于10年,通过在轨航天员的维修维护和一些设备载荷的更换可以延寿,在轨期间,还要安排开展大量的空间科学、空间技术和空间应用的实验,空间站阶段航天员出舱活动是一项常态化的工作。”

此前,我国只有宇航员翟志刚在2008年发射的神舟七号飞船实行了出舱行走,总时间仅有20分钟左右,而即将进驻空间站的航天员出舱执行任务的时间将大大延长。

为了尽可能减轻航天员出舱的负担,此次我国空间站还专门设计了重要的舱外助手——机械臂,既有小型的转位机械臂用来帮助后续发射的实验舱在对接完成后转移到停泊口,也有安装在核心舱的小柱段的大机械臂,完成与整个舱体有关的任务。

值得一提的是,大机械臂拥有7个可以活动的关节,以完成在舱外多角的活动,它的两端都没有固定在核心舱的舱体上,而是和舱体上的适配器相连接,在需要时可以首尾互换像爬动的虫子一样在整个舱体表面活动。

核心舱入轨后,机械臂已经完成了不少规定动作,但是还有一些和航天员配合的任务需要在航天员进驻后才能进行测试和技术验证,这也是后续我国空间站任务的一大亮点。

杨宏说:“有了这样大型的机械臂,可以大范围的转移航天员,使航天员在出舱活动中,可以很方便到达作业点。来往飞行器靠近,也可以用大型机械臂进行悬停捕获,一些不同用途的航天器需要维修、维护、补给的时候可以对接到空间站上,这种方式称为太空母港模式。”

目前,我国空间站计划建成以一个核心舱、两个实验舱为主体的三舱T字形的空间站,加上对接的货运飞船和载人飞船,总重量将达到100吨左右,但是根据实际应用和实验的需求,后期还留有继续发展的空间。

建设长期有人照料的近地载人空间站蓝图已绘就,时间表和施工图清晰明确:今明两年,分两个阶段,整体完成空间站关键技术验证和空间站建造任务。现在已经在太空中等待的天和核心舱,本月和六月份将分别迎来天舟二号货运飞船和神舟十二号神舟飞船的发射,9月和10月分别实施天舟三号货运飞船和神舟十三号载人飞船的飞行任务。空间站预计在2022年左右建成,可支持3名航天员长期驻留,在轨运行10年以上,将向国际社会开放合作,提供全球共享的空间应用平台。

 
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