《新文化报》数字报
A06版
中秋月圆日,天宫问天时。“……5、4、3、2、1!点火!”15日22时4分09秒,橘红色的火焰从火箭尾部喷薄而出,伴随着空气撕裂的声音,我国第一个真正意义上的太空实验室———天宫二号,在长征二号F T2运载火箭的托举下奔赴太空。
在北京航天飞行控制中心精确控制下,天宫二号于16日成功实施了两次轨道控制,顺利进入在轨测试轨道。
据了解,中国空间站预计2020年左右建成,如果天宫二号状态良好,延期“服役”,太空上或将首次出现空间实验室与空间站交相辉映的画面。
天宫二号3问
1如何从备份舱“转正”?
“天宫二号原本是天宫一号目标飞行器的备份产品。“中国航天科技集团公司第五研究院天宫二号总设计师朱枞鹏表示,天宫一号成功发射后,这个备份产品并没有被浪费掉,而是把它的设备用来做天宫二号。
“因为备份产品在地面上存放已久,我们对设备和材料进行了寿命试验,更换了一些非金属材料,对设备做了延长寿命的处理,确保天宫二号质量的可靠性。”朱枞鹏说。
2内部环境有何改进?
天宫二号在外形上和天宫一号差不多,还是分为一个资源舱和一个实验舱,但是内部的改动非常多,尤其是有很多为空间站验证任务研发的新设备。天宫二号将为航天员提供更宜居的环境,特别是针对航天员要驻留30天这一实际,做了很多人性化改造。
●采用硬质墙壁和地板
其中,有意识地把地板和天花板用颜色进行了区别,墙壁也采用了非常柔和的米白色。为了防止碰撞,天宫一号的地板和墙壁非常柔软,但航天员从太空回来后,提出还是硬质墙壁和地板好,所以在天宫二号实验舱内采用了硬材质。
●可折叠多功能工作台
在内部设施方面,天宫二号配备了多功能工作台,不用时可以折叠,打开后则可以在上面进行电脑操作、阅读、进餐等。对通风口也进行了改造,降低了噪音。
●航天员可携带家人照片
在睡眠区,灯光可以进行调节,广播也可以关闭,航天员可以携带一些个人的物品,如家人的照片等。床头有一个蓝牙音响,可以接收地面传输的紧急呼叫,而航天员的头戴式耳机也改成了无线的。3
航天员的生活什么样?
朱枞鹏说,考虑到航天员要在天宫二号进行中期驻留,我们为航天员配备了笔记本电脑、平板电脑,航天员不仅可以进行工作,还可以进行娱乐、阅读;同时,航天员在太空可以收看电视节目,与家人进行短信交流。
【衣】准备保暖服和“祥云”睡袋
“天宫二号”为航天员准备了外部绣有祥云图案的睡袋。睡袋的材料采用了特殊材料,具有抗阻燃、防静电、松紧可调、重量轻等特点。此外,天宫二号还为航天员准备了保暖内衣、保暖裤、运动服、运动袜等。考虑到太空工作的特殊需求,这些衣服设计都比较特别,有的衣服装有电缆,有的口袋用于放置辐射测试仪等。
【食】储藏负离子饮用水和氧气
由于航天员会在“天宫二号”发射1个月之后前往,为了保障食物的新鲜,天宫二号没有为航天员提前准备食物,而是由神舟十一号飞船来搭载。不过,天宫二号为航天员准备了可以长时间储藏的饮用水和氧气。并且,饮用水里面添加了负离子,让航天员可以喝到更纯净的水。
【住】温度控制在19℃到23℃
按照医学指标,“天宫二号”为航天员设置了舒适的环境,温度控制在19℃到23℃,湿度为50%左右。氧气浓度与地面一致。同时,对舱内的有害气体、微生物进行过滤、清除,保证舱内空气清新。此外,个人卫生方面,准备了特制的湿巾和刮胡刀,对集便袋进行了改进,使其气压低于舱内,防止气味扩散。
【行】特殊跑步机用于全身锻炼
“天宫二号”安装了太空锻炼器材,包括特殊的跑步机用于全身锻炼;健身自行车用于锻炼下肢肌肉、以及拉力器用于锻炼肩部和背部肌肉。值得一提的是,为了解决在失重状态下如何跑步的问题,设计人员在跑步机上配备了一根橡皮带,当航天员站在跑步机上时,把橡皮带像背书包一样背在肩上,有弹性的带子会将人勒住,人就不会飘起来,腿部也会感到力量。
■关注
中国离建空间站还有多远?
空间站建设是我国载人航天工程战略的第三步,计划于2020年左右建成,2022年全面运行。
关键词:推进剂补充加注
朱枞鹏表示,空间站是多舱段的飞行器,每舱段的重量可达20吨,有多个交会对接口,能实现多飞行器同时对接,所以未来空间站的“块头”将比天宫二号大很多,将长期在轨运行十几年,航天员在空间站驻留可能达到一年以上
空间站建设涉及航天员长期驻留、微重力环境下舱内外设备维修、推进剂补充加注等一系列关键技术支持。9月15日晚成功发射的天宫二号将进行在轨维修和空间站技术验证等试验,这将是我国建设空间站之前进行最后一次全面的技术验证。
明年我国首艘货运飞船天舟一号在访问天宫二号时,可为天宫二号补加推进剂,使其在轨工作时间更长。中国载人航天工程总设计师周建平解释,未来空间站需要持续在轨飞行十几年,无法一次把燃料、消耗品等都带上去,需要在轨补加,“就像空中加油一样”。
在太空中实现推进剂补加这一任务,是世界范围内的难题,“如果这次试验成功,我国将成为继俄罗斯之后,全世界第二个掌握空间站在轨推进剂补加核心技术的国家。”朱枞鹏说。
关键词:整体呈T字构型
今年两会期间,周建平曾表示,中国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。核心舱有五个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供航天员出舱活动的出舱口。
“空间实验室任务完成后,我国将会进入空间站建设阶段,我们将建造一个具有时代技术特征和中国特色的中国空间站。”周建平说,“2018年前后,我国将发射空间站核心舱。”他透露,空间站建成后,额定设计容纳3名航天员。由于空间站需要连续驻人,之后将会采取乘组轮换制,因此在轮换期间空间站里最多能达到6名航天员。
■解析
“交相辉映”的可能有多大?
朱枞鹏16日说:“如果天宫二号状态良好,延期‘服役’,太空上或将首次出现空间实验室与空间站交相辉映的画面。”
天宫二号是天宫一号的备份产品,设计寿命为两年。朱枞鹏介绍说,因为推进剂在轨补加技术的采用以及轨道高度的变化,天宫二号在轨寿命会大幅度提高。“我们预期天宫二号应该可以持续工作超过5年,甚至更多的时间。”朱枞鹏说。
此前,我国载人飞行和交会对接任务都是在距地面343公里的轨道高度上展开的。朱枞鹏解释,未来空间站长期运行需要在400公里左右的轨道高度。太空不完全是真空环境,也有大气,高度越高大气就越稀薄。也就是说,越高受到的阻力就会越小,所需要的补给量也会变小。
“空间站建成后,可能会调低天宫二号的轨道高度,或许会出现货运飞船先与天宫二号对接进行补加,再与空间站对接。航天员既可以访问天宫,也可以访问空间站。”朱枞鹏说。
■延伸
盘点各国历史上的空间站
空间站可分为以下几代
第一代空间站:单舱,一个对接口(礼炮1号、礼炮2号、礼炮3号、礼炮4号、礼炮5号)第二代空间站:单舱,两个对接口(礼炮6号、礼炮7号)第三代空间站:多舱,积木式结构(和平号空间站)第四代空间站:多舱,桁架结构和积木式的“混血”结构(国际空间站)
礼炮系列空间站
(前苏联,1971年至1985年)
礼炮系列空间站由前苏联建造,其中礼炮一号是人类的第一个空间站。这个系列的空间站在1971年到1985年间服役,其间一共发射了1至7号,分为民用的DOS型和军用的Almaz型。礼炮2号、3号和5号空间站便属于军事用途的Almaz型。
天空实验室空间站
(美国,1973年至1974年,3名乘员)
天空实验室是美国的空间站计划,在1973年到1974年间一共进行了1至4号任务,除1号任务中发射的空间站核心部件外其余皆为往返于空间站的太空船任务。
和平号空间站
(前苏联/俄罗斯,1986年至2000年,28名乘员,全部长期停留)
和平号是前苏联设计建造的空间站,为上述礼炮计划的后继项目。它于1986年发射升空,并在接下来的十年间陆续追加了众多功能模块,一直被运用到2000年。前苏联与美国在这里进行过宇航事业合作,许多不同国家的宇航员也曾到访和平号进行工作。它被废弃后于2001年受控再入大气层烧毁。原本为其后继项目和平号-2准备的星辰号服务舱随后被合并至国际空间站的项目中。
国际空间站
(美国/ESA/日本/俄罗斯/加拿大,2000年至今,27名长期停留乘员)
国际空间站是由美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯联邦航天局(RFSA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、加拿大太空局(CSA)和欧洲空间局(ESA)共同建造的空间站项目。它在1998年开始建造,各功能模块在其后被陆续送入轨道装配,目前它的建造还未完成。国际空间站是目前人类拥有的规模最大的空间站。
■相关
两名男航天员将搭乘神舟十一号进入天宫二号
载人航天工程空间实验室阶段规划了四次重要飞行任务,包括长征七号运载火箭首次飞行,以及天宫二号、神舟十一号和天舟一号飞行。
天宫二号将与拟于10月中下旬发射的神舟十一号载人飞船对接。两名男航天员将进入天宫二号,在太空生活30天,参与操作高等植物培养实验和综合材料制备实验。
为什么相比天宫一号时的任务,天宫二号上的航天员从3名变成了2名?这次在太空中待的时间长了,天宫二号的重量是不是也会增加?
朱枞鹏解释说,因为之前三名航天员的技术已经得到过验证,现在三个人和两个人从技术上,差别不大;但是,另一方面,朱枞鹏告诉记者,少了一个人,意味着太空舱中所带的东西就少了。这次主要的目的是要飞更长时间,多一名航天员,需要的消耗品就更多。我们这次的任务比较多,同时还要开展较大规模的空间实验。要是人多的话,可能其他方面包括应用项目就要少一些。
朱枞鹏介绍,天宫二号总重8.6吨,能带的东西有限,所以对重量的把握很关键。这一次相比天宫一号任务时,航天员待的时间长了一倍,而且还要进行大批量的空间应用试验,综合各种因素,天宫二号的推进剂,也就是它的燃料需要比过去多很多。但是天宫二号的重量却和天宫一号相同,换句话说,仅仅靠去掉一个航天员是不够的,天宫二号自己也要减肥“缩胃”,更重要的是,要依靠给力的天舟货运飞船。
朱枞鹏介绍说:“我们对这次的飞行方案也进行了一些改变,一些调整,减少了一些燃料的消耗。还有明年要和货运飞船对接,货运飞船可以补加推进剂。所以这次携带的推进剂比天宫一号少了一些。另外,在结构上也进行了一些减重,把这个重量节省下来后,主要就支持航天员在宇宙中期驻留。”
按计划,天宫二号空间实验室发射后,通过两次变轨让它的轨道最终比神舟十号与天宫一号交会对接任务的轨道高了50公里,可别小看了这50公里,正是因为有了这50公里,才使得神舟十一号与天宫二号的牵手位置可以站得更高、做的事情更多,达到高度393公里的近圆轨道。
本组稿件综合新华社等
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