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中國空間站

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早期中国大型空间站的想象图

中国空间站概括指中华人民共和国计划中的一个空间站系统。最终目标是在低地轨道由中国自主建设成的一个常驻的60至180吨级的大型空间站。该计划分两个阶段进行。试验阶段于2011年至2020年进行,包括天宫一号目标飞行器、天宫二号空间实验室以及天宫三号试验核心舱。2020年之后开始正式组建常驻的天宫号空间站,预计运营十年以上,最大规模可达180吨。其组成过程中将先发射无人空间实验室,而后再用运载火箭载人飞船送入太空,与停留在轨道上的实验室交会对接,航天员从飞船的附加段进入空间实验室,开展工作。

航天员的生活必需品和工作所需的材料、设备均由飞船运送,载人飞船停靠在实验室外边,作为应急救生飞船。如果实验室发生故障,可随时载航天员返回地面,航天员工作完成后,乘飞船返回[1]

2011年9月29日,第一个先导试验型的空间站天宫一号酒泉卫星发射中心成功发射。中国预计将于2020年左右开始在轨组建自己的本体质量60吨级的载人空间站,并开展大规模的空间应用[2]

中国空间站试验阶段[编辑]

根据载人航天工程第二步任务规划,中国在2011年9月29日发射了天宫一号目标飞行器,并且预计在2015年发射天宫二号空间实验室、2018年发射天宫三号试验核心舱。另外发射了3艘飞船——無載人的神舟八号和載人的神舟九号神舟十号——进行交会对接试验。此后将再发射5艘载人飞船进行载人对接试验和载人驻留试验[3]

天宫号空间站[编辑]

中国未来的大型常驻空间站定名“天宫号空间站”。将于2020至2022年间在空间组建。计划运营十年以上。

命名[编辑]

经过公众的投稿、投选,同时结合科研人员与专家的意见,中国载人航天办公室2013年10月底正式对外宣布了中国载人空间站整体被命名为“天宫”,货运飞船被命名为“天舟”,实验舱I、II分别被命名为“问天”和“巡天”[4],此外,对各组成舱段也做了命名。

组成和布局[编辑]

空间实验室采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱。

  • 实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成,密封舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存条件,可用于航天员驻留期间在轨工作和生活,密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接
  • 资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。[5]

基本构型[编辑]

60吨级天宮号空间站“T”字三段式基本构型圖

天宫号空间站的基本构型由一段核心舱和两段实验舱组成“T”字型。两段实验舱分别长期停靠在核心舱的左右两端,货运飞船以及载人飞船分别对接于核心舱前后两端。计划于2020年发射核心舱,至2022年实验舱II对接后完成组建。每组航天员驻扎最长达6月后与下一组航天员进行轮替,达成长久不断续的空间常驻任务。长期乘航天员人数2至3人。设计寿命在10年。规模达到60吨。

  • 核心舱:天和号核心舱,由长征五号B文昌发射。取名自热门候选名称天枢与太和,寓意天地人和。舱外设置一架大型机械臂,前端包括一段六接口的节点舱,同时充当空间站的主要气闸舱。
  • 实验舱I:问天号实验舱,由长征五号B从文昌发射。控制与实验应用舱,舱外设置一架小型机械臂。
  • 实验舱II:巡天号实验舱,由长征五号B从文昌发射。专用应用舱。
  • 1艘货运飞船:天舟号货运飞船,由长征七号从文昌发射。无人货运飞船,用于补给空间站以及废物排除等任务。
  • 1艘载人飞船,神舟号载人飞船,由长征二号F酒泉发射。载人飞船,用于航天员的运输和应急返回等任务。

扩展构型[编辑]

天宫号空间站的基本构型成功组建后,可根据需求,在核心舱的前端增建三舱组成空间站“十”字型的扩展构型。三段扩展舱处于核心舱的前端,三段扩展舱A、B、C组成小“T”字型,扩展舱A后端与核心舱前端对接,扩展舱B和C与扩展舱A前端的左右处对接。载人飞船再对接于扩展舱的正前端。另可依据需求增配第二艘载人飞船以备紧急返回使用,对接于核心舱前端下方。长期乘航天员人数提高到3至6人。最大规模可达180吨。在基本构型的基础上增加如下舱段:

  • 扩展核心舱A:尚未命名
  • 扩展实验舱B:尚未命名
  • 扩展实验舱C:尚未命名
  • 1艘载人飞船,神舟号载人飞船,由长征二号F从酒泉发射。载人飞船,用于航天员的运输和应急返回等任务。

任务[编辑]

  • 进一步掌握飞行器空间交会对接技术;
  • 突破航天员中期驻留、飞行器长期在轨自主飞行、再生式生保和货运飞船补加等关键技术;
  • 验证天地往返运输飞船的性能和功能;
  • 进行一定规模的空间应用。[6]

中国空间站有待改善的地方[编辑]

  • 艙內再生式環境控制技術和生命保障技術、空間站在軌飛行技術有待突破。[來源請求]
  • 只有具備了20噸以上運載能力的火箭,才有能力發射核心艙;此外空間站在運行期間也需要大運載能力的貨運飛船來回運輸大量物資。而目前中國的火箭運載能力最大只有12噸。中國正在研製一種具備大推動力的運載火箭——長征五號,其運載能力將超過20噸。

任務[编辑]

計劃中[编辑]

  • 天宫二号空间实验室(预定2015年发射) —— 計劃于2015年从酒泉由长二F發射,将先后与无人的天舟一号货运飞船以及载人的神舟十一号神舟十二号对接,以完成中期驻扎任务及掌握空间补给技术。
  • 天宫三号试验核心舱(预定2018年发射) —— 計劃于2018年从文昌长五B發射,将先后与多艘天舟号货运飞船神舟号载人飞船对接,以完成中长期长久不断续的驻扎任务及为未来大型的天宫号空间站备下工程技术基础。
  • 天宫号空间站(预定2020年至2022年间组建) —— 計劃于2020年至2022年间从文昌长五B依次發射天和号核心舱问天号实验舱巡天号实验舱三段空间舱,并在空间组合成中国天宫号空间站的基本型(T字型),并与多艘天舟号货运飞船和神舟号载人飞船对接,以完成长期长久不断续的常驻任务(每组航天员驻扎长达6月后进行轮替)。此后还可能在基本型的基础上增加三舱(未命名舱段A、B、C)构成空间站的扩展型(十字型)。60吨级的空间站基本型将拥有十年的设计寿命、两架机械臂(大型安置在天和号核心舱外、小型在问天号实验舱外)。

大众文化[编辑]

  • 2013年電影《地心引力》中,女主角最终利用停泊在中国大型天宫号空間站上的应急返回的神舟号载人飞船逃離太空,返回地球。

参考文献[编辑]

引用[编辑]

网页[编辑]

参见[编辑]