太空之家在轨开工 ——记中国空间站天和核心舱发射成功
4月2911时23分,中国文昌航天发射场,长征五号B遥二火箭成功将天和核心舱送入预定轨道。作为搭建我国空间站的第一个模块,天和核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段,主要用于空间站一控制和管理,具备长期自主飞行能力,可支持航天员长期驻留,开展航天医学、空间科学实验和技术试验,起飞质量22.5吨,是目前我国自主研制的规模最大、系最复杂的航天器。接下来,它将在太空中静候与“问天”及“梦天”两个实验舱交会对接,最终组建成T字形的天宫空间站。这标志着我国载人航天工程“三步走”成功迈出第三步,宣告了中国开启空间站任务新时代。
打造舒适宜居的太空之家
建造空间站意味着中国人在太空有了一个“家”。航天科技集团五院空间站核心舱结构分系主任设计师施丽铭介绍说,此次发射的天和核心舱是中国空间站的关键舱段,也是空间站组合体控制和管理的主份舱段。核心舱的体积非常大,航天科技集团五院空间站系副总设计师朱光辰形象地喻,如果说神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,那么空间站就是三室两厅还带储间的“豪宅”了。
航天科技集团五院空间站系总体主任设计师张昊介绍,天和核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域,不仅能够保证每名航天员都有的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉等家居物品。不仅如此,太空跑台、太空自行车等航天员常锻炼的健身器材也一应俱全。此外,核心舱还为航天员配置了手机和支持收发电子邮件的测控通信网,航天员不仅可以在轨通话,还可以实现与地面的双向视频通话。
在空间站时代,航天员的太空之旅将更加漫长。此前我国航天员在轨飞行时间的最长纪录是33天,航天员生存所必需的水和氧气由航天器直接送入太空。为了让航天员实现更久在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系。
保证长期稳定在轨运行
航天科技集团五院空间站系副总设计师侯永青介绍:“中国空间站设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力。为了保证空间站在轨不小于15年长寿命要求,我们从设计伊始就开展了长寿命、可性、维修性、安全性一体化设计。”
空间站在太空安家后,将面对来自宇宙的各种威胁和挑战,如原子氧、紫外辐照等。这些危险因素可能造成空间站的材料性能衰退,或者诱发故障,从而制约舱外电缆等产品和设备的使用寿命。
“影响天和核心舱舱体主结构长寿命的因素主要有疲劳损伤、意外损伤和腐蚀三种。”航天科技集团五院空间站系总体主管设计师夏乔丽说。为最大限度减少损坏和伤害,设计团队想方设法让空间站变得更结实、更强壮。“在天和核心舱主结构设计时,我们从抗腐蚀、抗疲劳、抗断三个维度进行了综合分析和评价,从材料选择、结构设计、构型、参数设计等方面进行了科学优化设计,并从材料到构件到舱段都进行了验证,以确保长寿命。”施丽铭介绍。
五大目标注重应用效益
空间站工程是载人航天工程“三步走”中的第三步:第一步,发射载人飞船,建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;第二步,突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术,发射空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;第三步,建造空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
中国空间站主要有五大工程目标:一是建造并运营近地空间站,突破、掌握和发展大型复杂航天器的在轨组装与建造、长期安全可飞行、运营管理和维护技术,提升国家航天技术水平,带动相关领域和行业科技进步,增强综合国力。二是突破、掌握和发展近地空间长期载人航天飞行技术,解决近地轨道长期载人航天飞行的主要医学问题,实现航天员长期在轨健康生活和有效工作。三是建成国家太空实验室。发展具有国际先进水平的空间科学与应用能力,开展多领域空间科学实验和技术试验、空间应用,以及科普教育,获取具有重大科学价值的研究成果和重大战略意义的应用成果。四是开展国际(区域)合作,为人类和平开发和利用空间资源作出积极贡献。五是以在轨服务、地月和深空载人探测需求为牵引,试验和验证相关关键技术,为载人航天持续发展积累技术和经验。
今年,我国还将发射2艘载人飞船、2艘货运飞船,并在轨验证7大关键技术:空间站推进剂补加、再生生保、柔性太阳电池翼和驱动机构、大型柔性组合体控制、组装建造、舱外作、在轨维修,为实施空间站组装建造和长期运营任务奠定坚实基础。(记者 姜天骄)
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