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空间站:“中国制造”新骄傲

  随着中国空间站天和核心舱近日成功发射入轨,国际媒体掀起了报道中国航天科技发展的热潮。

  最近两年,中国每年累计执行的轨道发射达数十次。对中国的航天发射活动,国际媒体已司空见惯,习以为常。然而,近日实施的天和核心舱发射为什么还是引起了如此广泛的关注?原因其实很简单:天和核心舱的发射是中国空间站的奠基礼,以此为标志,一座由中国人独立建造的、长期有人照料的重大航天基础设施将在茫茫宇宙空间逐步建成并投入运营。

  多优势成就“天和”

  作为空间站的“中枢”,天和核心舱是航天员长期驻留的主要生活场所,也是空间站的管理控制中心,具有长期自主飞行能力。天和核心舱先行发射,之后其他舱段和飞船将飞天与其实现交会对接,完成空间站的建设任务并进入运营阶段。“天和”有哪些技术特点呢?对此,媒体从多方面进行了深入梳理总结。其中最值得称道的有三个方面。

  “天和”是高效的能源中心。人们注意到,“天和”发射成功后,其太阳能帆板历时约40分钟才展开,这与一般飞行器仅需数十秒就可展开太阳能帆板完全不同。这就在于“天和”的太阳能翅翼特别大,之前压缩得足够小。据了解,这是一副迄今为止最大最复杂的柔性太阳翼,双翼展开面积超过130平方米。太阳翼由碳化硅增强铝基复合材料制成,具有重量轻、耐磨性好、热膨胀系数小、导热系数高等特点,可有效减轻机构重量,增加刚性、耐磨性,满足了“天和”对轻质高性能金属基复合材料的迫切需求。特殊材料使太阳翼的能源转换效率大幅提升,再加上超大受光面积,使“天和”成为当之无愧的空间站能源生产中心。据了解,单翼即可为空间站提供9千瓦的电能,在满足舱内所有设备正常运转的同时,完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。

  “天和”具有便捷、高效的自我维持轨道的能力。由于空间站运行在距离地球表面约400公里高的近地轨道上,仍有稀薄空气,空间站因大气摩擦而逐渐减速,需要提升高度来维持运行轨道。天和核心舱除了配备轨控发动机、姿控发动机等常规动力以外,还额外配置了数台霍尔电推进发动机。这种发动机具有精确调整、工作时间长的特性,辅助空间站抵抗轨道衰减,维持在原定轨道上正常运转,可有效节省核心舱自带推进剂的消耗,保证推进剂的合理充分利用。

  “天和”是心灵手巧的操作员。作为核心舱,“天和”在空间站建设和运行过程中要进行大量对接、安装、变轨、分离等操作,为了使这些操作更便捷高效,“天和”在舱外配备了大型机械臂。其工作时最长长度可达10多米,具有7个自由度,不仅可以在太空抓取物体,而且可实现舱体爬行功能,以一种类似蠕虫的运动方式移动到空间站的许多部分,进而在更大范围触达空间站各舱体外表面。可以想见,有了灵巧的机械臂,“天和”就可化身操作员,直接动“手”在太空“搭积木”,便捷“组装”空间站了。

  “天宫”呼之欲出

  天和核心舱发射成功,标志着中国空间站建造进入全面实施阶段,为后续任务展开奠定了坚实基础。按照公布的空间站建造任务规划,天和核心舱之后,今明两年接续实施10次飞行任务,其中包括2次空间站舱段发射,4次货运飞船以及4次载人飞船发射,将于2022年完成空间站在轨建造。也就是说,未来两年内,中国轨道发射任务实施频次有望再创新高,仅空间站建设就将贡献10多次,其他常规发射次数也将居高不下。难怪有媒体在报道时,不无幽默地写道,中国航天即将开启太空“下饺子”模式。

  对于正在建设中的中国空间站“天宫”的结构,很多人已经有了直观的认识,除了已经发射的天和核心舱之外,还包括名为“问天”和“梦天”的两个实验舱,其主要功能是开展舱内和舱外空间科学实验和技术试验,同时也作为航天员的工作生活场所和应急避难场所。核心舱和两个实验舱是“天宫”的基本型,还可以根据需要,发射更多舱与它们对接,进一步拓展。

  执行空间站建设任务的当然是享誉世界的中国“长征”。据了解,长征火箭家族中共有三型火箭参与其中,它们分别是长征二号F运载火箭、长征五号B运载火箭和长征七号运载火箭。其中,长征五号B运载火箭主要完成载人空间站核心舱及两个实验舱的发射任务;长征七号运载火箭主要用于发射“天舟”,为空间站和宇航员运送物资;长征二号F运载火箭主要负责将宇航员送入空间站。此前,长征七号、天舟飞船、长征二号F、神舟飞船都已抵达发射场,紧锣密鼓地进行相关准备工作,静待飞天时刻来临。

  在接下来密集实施的飞天任务中,神舟十二号和神舟十三号执行的载人飞行任务更受瞩目。根据规划,神舟十二号将于今年6月发射,届时将有三名航天员组成飞行乘组,成为天和核心舱的首批入住人员,预计在轨驻留三个月。根据计划,今年10月,神舟十三号载人飞行任务将实施,飞行乘组也将有三名航天员组成,他们将在轨驻留6个月。这在中国载人航天历史上是空前的。

  空间站核心舱、货运飞船、载人飞船先后飞天,将进一步验证空间站交会对接、核心舱在轨管理、航天员长期驻留等一系列核心技术能力,中国空间站任务将完成“关键技术验证阶段”,迎来“问天”“梦天”实验舱交会对接,进入“组装建造”阶段,之后再经过数月努力,拥有“三室两厅外加储藏间”的中国“太空之家”就在九天之上落成并正式投入运营。

  苍茫天宇中,天和核心舱正在轨遨游,它的飞天宣告由中国倾力打造服务国际科学界的“天宫”成功奠基,一个集现代科技之大成的崭新的“太空之家”正呼之欲出。它立志成为科技自立自强的中华经典,承载着国人探秘宇宙、探索新知的梦想,书写人类新的飞天传奇。

  节选自《人民日报》


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