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天宫一号

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天宫一号目标飞行器
天宫一号
天宫一号
所属组织 中國國家航天局
主制造商 中国航天科技集团公司
任务类型 太空交会对接、太空實驗
环绕对象 地球
绕轨圈数 19090 (截至2016年9月19日)
发射时间 2011年9月29日21时16分03.507秒[1]
运载火箭 长征二号F运载火箭
发射地点 酒泉卫星发射中心九十一号发射阵地
40°57′28″N 100°17′28″E / 40.957900°N 100.291020°E / 40.957900; 100.291020
任务时长 兩年
COSPAR ID 2011-053A
质量 8,506公斤(18,753磅)
轨道参数
远拱点 381公里(237英里)
近拱点 363公里(226英里)
周期 91.85 分鐘
截至2016年9月19日

天宫一号中国研发的一个目标飞行器,目的是作為其他飞行器的接合點,是中国太空实验室计劃的實驗性軌道飞行器。[2]天宫一号是一个重达8.5吨的實驗性軌道飞行器,设计寿命為兩年,于北京时间2011年9月29日21时16分3.507秒发射升空。[3]

中国在2011至2013年内,相继发射神舟八号神舟九号神舟十号飞船[4],分别与天宫一号完成太空交会对接。[5][2][3]神舟八号已于2011年11月1日发射,并在11月3日和14日两次成功与天宫一号对接。[6][7]2013年6月18日中午,神舟九号携三名宇航员和天宫一号对接成功,宇航员成功进入到天宫一号内部。

2016年3月21日,中国载人航天工程办公室宣布天宫一号,在完成各项在轨试验后,其歷史任務已完成,並终止了数据連接,飛行器将進入地球大气层。[8][9]

幾個月過後,一些衛星追蹤器根據天宮一號的追蹤結果,開始推測中國官方方面已經對天宮一號失去控制。[10]

概要[编辑]

天宫一号是一个目标飞行器,有別於太空實驗室、或太空站核心舱和实验舱,其目的只是作為其他飞行器的接合點,並不會長時間逗留太空。天宫一号设计的飛行寿命為兩年,而實際上它飛行了四年時間。在2011年11月3日,神舟八号與天宮一号於凌晨1時36分完成對接,是中國太空史上第一次太空飛行器對接,也使中國繼前蘇聯(俄罗斯)、美國後,成為第三個完成太空對接的國家。

2016年3月21日,中国载人航天工程办公室宣布天宫一号超越了預期服役了两年半,在完成各项在轨试验后,其歷史任務已完成,並终止了数据連接,飛行器将進入地球大气层烧毁。

聯合國外太空事務辦公室(UNOOSA)已預測,重達8.5噸、設計壽命僅2年的「天宮一號」,軌道已從原來距離地面400公里,下降至349公里,並以現在軌道每日下降160米,預計將於2017年10月至2018年4月間墜落在較高緯度的地區,其中2018年1月的可能性最高。[11]

任務歷程[编辑]

天宫一号交会对接任务
任务概要
任务名称 天宫一号交会对接任务
运载火箭 长征二号F改进型运载火箭(T2)
成员人数 三人
发射地点 酒泉卫星发射中心四号发射场区飞船发射工位(921工位)
40°57′28″N 100°17′28″E / 40.957900°N 100.291020°E / 40.957900; 100.291020
发射 2011年9月29日21时16分03.507秒
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任务时间 兩年(计划)
远地点 381公里(237英里)
近地点 363公里(226英里)
地球轨道周期: 91.85 分钟
地球轨道倾角 42.77 
质量 8,506公斤(18,753磅)[12]
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前次任务 后次任务
天宫二号

發射準備[编辑]

2011年6月29日,進入酒泉衛星發射中心的「天宮一號」目標飛行器目前的各項測試工作也同樣順利。[13]2011年7月24日,中國解放軍報》報導,用於發射「天宮一號」目標飛行器的「長征二號F」運載火箭已抵酒泉衛星發射中心,飛行任務參試人員等已集結載人航天發射場,目前,各項準備工作進展順利。為達成交會對接任務,「長征二號F」運載火箭共進行近170項技術更改,其中有5項技術是首次使用。2011年9月21日,中国载人航天新闻发言人宣布,天宫一号将于9月27日至30日择机发射。[14]2011年9月25日,酒泉卫星发射中心负责人表示,在27日和28日两天,因为天气原因不适合进行航天发射,所以天宫一号发射窗口将在29日和30日之间进行选择。

飞行器发射[编辑]

2011年9月29日,中共中央总书记胡锦涛等中共中央政治局常委亲临观看发射实况,其中胡锦涛等七位常委在北京航天飞行控制中心观看实况,温家宝贺国强则前往酒泉卫星发射中心观看发射。[15]北京时间21时16分3.507秒由长征二号F改进型运载火箭成功发射升空。[16] [17]

轨道控制[编辑]

2011年9月31日凌晨1时58分,「天宫一号」繞地飞行了四圈,到达近地点时顺利进行了第一次变轨,开机时长是32.3秒。2011年9月30日16时9分,在北京航天飞行控制中心精确控制下,天宫一号成功实施第二次轨道控制,近地点高度由兩百公里抬升至约362公里,顺利进入在轨测试轨道。

2011年10月1日,天宫一号环境控制和生命保障系统启动,转入自主运行。[18]2011年10月10日,天宫一号升空后首次对外发布太空中的照片。图片为其自身携带摄像机拍摄,其中可以看到天宫一号资源舱外表的局部和中继卫星天线。[19]

太空對接測試[编辑]

2011年11月3日,神舟八号與天宮一号於三日凌晨1時36分完成對接,是中國太空史上第一次太空飛行器對接,也使中國繼前蘇聯(俄罗斯)、美國後,成為第三個完成太空對接的國家。[20]2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至一百四十米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。[21]2012年6月18日14时14分,在完成捕获、缓冲、拉近和锁紧程序后,神舟九号与天宫一号紧紧相牵,中国首次载人交会对接(自动交会对接)取得成功。对接完成、两飞行器形成稳定运行的组合体后,航天员于17时左右进入天宫一号目标飞行器。[22]2013年6月24日,神舟九号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,中国首次空间手控交会对接试验成功。这意味着,中国完整掌握了空间交会对接技术,具备了以不同对接方式向在轨飞行器进行人员输送和物资补给的能力。[23]

短期在轨生活和科研[编辑]

神舟九号的三名宇航员,左起分别为景海鹏刘旺刘洋
二〇一三年六月,天宫一号的飛行軌道的地面投影

天宫一号与神舟九号第一次组合体飞行期间,太空人短期驻留六天,开展载人环境维护操作、在轨航天医学实验和更换维修性试验等工作。[24]2012年6月16日17时6分,景海鹏开启了天宫一号实验舱的舱门。景海鹏和刘旺于17时7分相继进入天宫一号。在此期间,女太空人刘洋在返回舱值守。十几分钟后,刘洋也进入天宫一号实验舱。

2013年6月18日,神舟十号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,航天员进入到天宫一号内部,将开展为期十五天的在轨生活和科研活动。2012年6月20日,中国女航天员王亚平在天宫一号上进行了首次五十分钟的太空授课。

天宫一号实验舱內有不少電子設備。為了保證安全,飛行器內部氣密隔鎗,採用了大量圓角設計,避免太空人與舱壁碰撞而受傷。天宫一号内每个区域旁边,都设有数量不等的手脚限位器,总数达到三十余个,每個长约二十厘米,采用锦丝带材质的手脚限位器設置在舱壁四周。这种小型装置可以讓太空人在失重飘移状态下,固定太空人。

中斷数据連接和烧毁[编辑]

2016年3月21日,中国载人航天工程办公室宣布天宫一号超越了預期服役了两年半,在完成各项在轨试验后,其歷史任務已完成,並终止了数据連接,飛行器将進入地球大气层烧毁。[25]2016年9月16日,中國證實「天宮一號」將於2017年下半年墜入地球大气层。

组成[编辑]

天宫一号飞行器长十点四米、最大直径3.35米、重量约8.5吨。

天宫一号内部分为两个舱,包括了为航天飞行提供动力资源舱,也作为了航天员生活工作的密封仓。并在前半部分附设一个临时性质的实验舱,前端有一个对接机构,还有一些实验袋,可进行一些医学、再生生保实验等;[2]

交会对接[编辑]

天宫一号(左侧)和神舟飞船(右侧)对接的示意图
天宫一号對接後的運行動畫

神舟八号[编辑]

  • 2011年11月3日,神舟八号天宮一号於3日凌晨1時36分完成對接,是中國太空史上第1次太空飛行器對接。[26]
  • 2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。[27]

神舟九号[编辑]

  • 2012年6月18日14时14分,在完成捕获、缓冲、拉近和锁紧程序后,神舟九号与天宫一号紧紧相牵,中国首次载人交会对接(自动交会对接)取得成功。对接完成、两飞行器形成稳定运行的组合体后,航天员将于17时22分进入天宫一号目标飞行器。[28][29]实际上,航天员于17时07分陆续进入天宫一号飞行器,早于原定时间。
  • 在组合体飞行6天后(6月24日),神九和天宫一号将再次分离,在航天员的手动控制下完成第二次交会对接。6月23日,中国载人航天工程新闻发言人宣布,经任务总指挥部研究决定,天宫一号与神舟九号手控交会对接计划于6月24日12时38分实施,航天员将手动控制神舟九号飞船完成与天宫一号的交会对接任务。[30]
  • 2012年6月24日,神舟九号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,中国首次空间手控交会对接试验成功。这一操作是由43岁的航天员刘旺实施的。12时许,他通过手柄控制飞船的姿态、速度和方向,使神舟九号从140米外向天宫一号缓缓接近,最终成功捕获天宫一号。这意味着,中国完整掌握了空间交会对接技术,具备了以不同对接方式向在轨飞行器进行人员输送和物资补给的能力。[31]

神舟十号[编辑]

  • 2013年6月11日17時38分,神舟十号发射升空,17时48分飞船成功进入预定轨道。
  • 2013年6月13日13时18分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现自动交会对接[32]
  • 2013年6月13日16时17分,神舟十号飞船航天员成功开启天宫一号舱门,聂海胜、张晓光、王亚平以漂浮姿态入驻天宫一号[33]。进行为时12天的短期的有人照管实验,期间进行了包括空间授课,这将是继奋进号之后,世界第二次空间授课,由王亚平主讲。
  • 2013年6月23日8时26分,三名航天员进入神舟十号飞船,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器分离,准备进行手动交会对接[34]
  • 2013年6月23日10时00分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接环接触。
  • 2013年6月23日10时07分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现手动交会对接。

实时位置[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ “天宫一号”发射升空段的23分钟成功轨迹. 中国新闻网. 2011年9月29日 (中文(简体)‎). 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 天宫一号内部分实验舱和资源舱 寿命仅两年. 科学网. 2011-09-27 [2011-09-27]. 
  3. ^ 3.0 3.1 央视网. 我国将于2010年-2011年底发射小型太空站. CCTV (中文(简体)‎). 
  4. ^ 天宮一號與神舟十號成功實現手控交會對接,亚太日报,2013年6月24日
  5. ^ 任沁沁; 罗沙. “天宫一号”将于2011年下半年发射. 科学网. 2011-03-01 [2011-03-01]. 
  6. ^ 中國神舟八號成功對接天宮一號. BBC. [2011-11-03] (中文(繁體)‎). 
  7. ^ 天宫一号与神舟八号第二次交会对接成功(组图). 新浪网. 2011-11-14 [2011-11-14] (中文(简体)‎). 
  8. ^ China's 1st space lab Tiangong-1 ends data service. spacedaily.com. [2017-09-14]. 
  9. ^ 天宫一号正式终止数据服务 全面完成各项在轨试验任务-新华网. news.xinhuanet.com. [2017-09-14]. 
  10. ^ Has Tiangong 1 gone rogue. Space Daily. [2017-09-14]. 
  11. ^ http://www.unoosa.org/res/oosadoc/data/documents/2017/aac_105/aac_1051150_0_html/AC105_1150E.pdf
  12. ^ Tiangong-2 takes China one step closer to space station. xinhua. huaxia, ed. 2016-09-16 (英语). 
  13. ^ 天宮一號 準備順利 臺北/中央社 2011/7/24 15:04
  14. ^ 天宫一号将于9月27日至30日在酒泉择机发射
  15. ^ 天宫一号目标飞行器发射圆满成功
  16. ^ 天宮升空 陸太空站計畫邁出 臺北/中央社 2011/9/29 21:26
  17. ^ 天宮發射 中國載人航太工程首次太空交會對接任務正式開始實施 臺北/中央社 2011/9/29 22:48
  18. ^ “天宫一号”生命保障系统启动 转入自主运行 北京/解放军报 2011年10月2日 11:10
  19. ^ 天宫一号首传自拍图 为自身携带摄像机拍摄(图) 北京/新京報 2011年10月11日 04:53
  20. ^ 大陸神八與天宮 成功對接 邱國強/北京/中央社 2011/11/03 07:14
  21. ^ 天宫一号与神舟八号第二次交会对接成功(组图). 新浪网. 2011-11-14 [2011-11-14] (中文(简体)‎). 
  22. ^ 天宫一号与神舟九号成功完成首次载人交会对接. 中国新闻网. 2012年6月18日 (中文(简体)‎). 
  23. ^ 我国首次手控空间交会对接成功. 新华网. 2012年6月24日 (中文(简体)‎). 
  24. ^ 天宫神九载人自动交会对接分三阶段 太空人驻留六天. 中国新闻网. 2012年6月18日 (中文(简体)‎). 
  25. ^ 天宫一号完成各项在轨试验 将再入大气烧毁. 腾讯新闻. 2016-03-22 [2016-03-27]. 
  26. ^ 大陸神8與天宮 成功對接 邱國強/北京/中央社 2011/11/03 07:14
  27. ^ 天宫一号与神舟八号第二次交会对接成功(组图). 新浪网. 2011-11-14 [2011-11-14] (中文(简体)‎). 
  28. ^ 天宫一号与神舟九号成功完成首次载人交会对接. 中国新闻网. 2012年6月18日 (中文(简体)‎). 
  29. ^ 神九首吻天宫 航天员将住6天. 新京报. 2012年6月19日 (中文(简体)‎). 
  30. ^ 天宫一号与神舟九号24日实施手控交会对接. 新华网. 2012年6月23日 (中文(简体)‎). 
  31. ^ 我国首次手控空间交会对接成功. 新华网. 2012年6月24日 (中文(简体)‎). 
  32. ^ 详讯:天宫一号与神舟十号成功实现自动交会对接. 中国新闻网. 2013-06-13 [2013-06-17] (中文(中国大陆)‎). 
  33. ^ 高清组图:神舟十号航天员进入天宫一号. 新华网. 2013-06-14 [2013-06-17] (中文(中国大陆)‎). }}
  34. ^ 天宫一号与神舟十号成功实现手控交会对接. 新华网. 2013-06-23 [2013-06-17] (中文(中国大陆)‎). }}