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五大亮点帮你秒懂中国空间站

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  【环球时报赴海南特派记者 刘扬 樊巍】4月29日,运载中国空间站天和核心舱的长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场成功发射,引发全球广泛关注。本次任务是中国空间站的揭幕战和奠基战,宣告开启了中国空间站在轨建造的新时代。作为我国目前研制的最大、最重的航天器,中国空间站核心舱具有哪些强大功能,对于中国航天事业具有哪些重大意义以及后续还有哪些重磅发射呢?《环球时报》记者走进文昌航天发射场,听国内空间站领域权威专家从多个维度全面介绍。

  

  中国在近地轨道的大House什么样

  据介绍,中国空间站基本构型包括天和核心舱、实验舱问天和实验舱梦天,整体呈T字构型。其中,天和核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨。作为未来空间站的管理和控制中心,天和可支持3名航天员长期在轨驻留,支持开展舱内外空间科学实验和技术试验,是我国目前研制的最大、最重的航天器。

  其中,核心舱具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验能力;问天和梦天实验舱均作为支持大规模舱内外空间科学实验和技术试验载荷支持舱段,同时问天实验舱还作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力,梦天实验舱具备载荷自动进出舱能力。中国空间站三舱飞行器依次发射成功后,将在轨通过交会对接和转位,形成“T”构型组合体,长期在轨运行。中国空间站在轨运行寿命不小于10年,并可通过维修维护延长使用寿命。

  说了一系列数据可能还是不能让人很清晰地想象出中国空间站的样子。据航天科技集团五院专家介绍,核心舱体积非常大,长度比五层楼房还要高,直径比火车和地铁的车厢还要宽不少,体积比国际空间站的任何一个舱位都大,航天员入驻后,活动空间非常宽敞。此外,核心舱的重量相当于三辆大客车的空重重量,同样也超过国际空间站的任何一个舱段。航天科技集团五院专家打了一个非常形象的比喻:如果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,而空间站就是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。

  不仅活动空间大,航天员在空间站的补给也得到了更好保障。此前我国航天员在轨飞行时间的最高纪录是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的在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收,排泄的尿液也会回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳,将通过化学反应生成氧气,这也能够降低氧气的补给需求。

  《环球时报》了解到,空间站资源十分宝贵,经过科学且慎重的遴选,空间站上将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等类别相关的科学研究实验设施。据悉,空间站上将部署10余个先进科学实验柜、舱外载荷安装平台。

  据相关专家透露,后续与空间站伴飞的光学舱,将搭载2米口径的巡天望远镜。这台望远镜的分辨率与美国哈勃空间望远镜相当,但视场角是后者的上百倍,它将在大范围巡天科学研究方面显身手。

  据航天科技集团五院专家介绍,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独立的睡眠环境和专用卫生间,而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居,还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材,以满足航天员日常锻炼;此外,舱内情景照明可由手机APP控制。核心舱不仅配上了手机,可以实现在轨航天员之间通话和天地通话;还配了天地视频通话设备,可以实现与地面的双向视频通话;此外,还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。

  相比国际空间站,中国空间站有哪些特点与与优势?

  国际空间站是目前在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备、可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室。它的规模大约有423吨,由美国、俄罗斯、加拿大、日本等16国联合,先后经历12年建造完成。

  载人航天工程办公室主任郝淳接受媒体采访时表示,中国空间站相比国际空间站建设得比较晚,但具有后发优势,现在在空间站的建设方面无论是规模还是技术应用以及后续应用方面还是很有中国特色的。太阳能电池技术、控制技术、计算机技术、一些传感器空间站等空间站建造相关技术都是立足于目前我国发展能力和水平,综合这些能力实现最优、最好的性能,既符合我国国情,也和世界先进水平比肩。

  载人航天工程总设计师周建平在接受记者采访时表示,我国空间站三舱组合体60多吨,对接货运飞船、载人飞船后是90多吨,所以说是100吨级。随着空间站的建造,还会加装更多设备,规模还会加大。和国外相比,中国空间站比美俄发展得晚,所以我们有后发技术优势。空间站布局和构型方面有很多新思路,为了今后进一步建造空间站使它具备更加强大的空间应用能力,我们布置了外挂平台和挂点。那这些设备怎么运上去呢?我国天舟货运飞船在设计时,既有全密封构型,还有半开放和全开放构型,可以用后两种构型的货运飞船将大型科学设施运上去。周建平表示:“所以我相信,空间站建造将使我国在大型空间设施建造方面取得和国际上同样的水平。”

  据《环球时报》记者从航天科技集团五院了解,中国空间站在总体规模上不及国际空间站,这主要是在建设思路上按照符合中国国情,有所为、有所不为来考虑,综合当前需求和耗费等因素,不搞像国际空间站那么大规模的空间站,而是采用规模适度、留有发展空间的思路,既可以满足重大科学研究项目的需要,又同时具备扩展和支持来往飞行器对接的能力。在建设过程中始终追求技术进步,充分采用当代先进技术建造和运营空间站,全面掌握大型空间设施的建造和在轨操作能力;同时注重应用效益,在空间站应用领域将取得重大创新成果,追求运营经济性,走可持续发展的道路。

  航天员准备好了吗

  中国空间站作为可以容纳航天员长期在轨驻留的重要太空平台,航天员是其中非常重要的要素,目前中国航天员为后续任务的准备工作进展如何呢?据载人航天工程办公室主任郝淳介绍,空间站建造阶段航天员乘组的任务很繁重,对他们要求也很高。对应之前的飞行任务来说,对航天员乘组的要求是有质的变化。前期中国已经有11名航天员进行了14人次在轨飞行,已经积累了不少经验,但空间站阶段对航天员及其乘组的要求会有一些新变化。目前,中国航天员斗志很高昂,积极参加各项训练。航天系统针对空间站建设阶段对飞行乘组的要求,制订了详细计划,也研制了一大批地面训练设施、设备,特别是针对航天员舱活动、舱外维修维护、对设备进行更换、操作各型应用载荷开展了一系列针对性训练。目前,航天员的训练安排非常紧张,因为一共有4个飞行乘组,同步开展训练,所以计划安排也很周密。其中神舟十二号飞船飞行乘组已经完成绝大部分任务训练,即将转入任务强化训练阶段。后续飞行乘组也正在按计划开展训练。从航天员目前的训练成效来看,有能力承担、完成空间站建造阶段的各次飞行任务。

  据郝淳介绍,以前中国选拔了两批航天员都是从空军飞行员中选出,主要的角色是驾驶员。为了满足空间站阶段对航天员操作任务的各项要求,第三批航天员选拔中丰富了航天员乘组的类型,增加了工程师和载荷专家这两类航天员,目前包括一名女性的第三批18名航天员,已经正式进入航天员队伍,正在开始训练。航天员队伍更加丰富,就可以满足后续空间站平台在轨维护、更换以及开展更高水平的空间科学实验和技术试验的要求。后续还将根据任务需要,适时开展后续批次航天员的选拔,后续将会扩大候选航天员的选拔范围,更多高等院校、科研院所乃至有志于航天事业的科技人员都有可能加入到载人航天的队伍中。

  中国空间站将开展哪些国际合作?

  太空是人类共同的财富,航天事业也是人类共同的事业。中国载人工程发展以来,一直秉承着和平利用外太空、共赢、共享的原则,以开放的态度开展国际合作。据郝淳介绍,载人航天工程实施以来,先后和联合国外空司、欧空局、德宇航、意大利航天局、法宇航、巴基斯坦航天局等一系列国家和地区的航天机构开展了广泛交流合作,涉及领域包括航天技术和空间科学的研究与应用、航天员的选拔训练等各个方面,也取得了一大批很有显示度的合作成果。比如和联合国外空司,围绕利用中国空间站开展应用合作签署了合作协议,前期也共同对外征集了第一批合作项目,目前有17个国家参加的9个项目已经正式确认要参加中国空间站的科学实验,目前这些项目的研制正在按计划进行。后续,我国还将与联合国外空司陆续征集后续批次的合作项目。

  郝淳表示,在中国空间站各个舱段上安排了20多个科学实验机柜,这些实验机柜都是按照国际标准设计研制的,利用这些设施可以在更大范围开展更多空间科学技术与空间应用方面的国际合作。另外,合作模式也是多种多样,可能是政府间的,也可能是机构之间的,也可能是商业的。

  在回应《环球时报》记者有关中国空间站有没有和包括NASA在内的国外航天机构以及国外科学家合作的计划时,郝淳表示,载人航天工程实施以来,瞄准提升我国载人航天发展水平,借鉴国内外一些先进经验开展了很多工作,也和航天机构和国家开展了航天合作,这些交流合作之中就包括一些平台技术方面的交流与合作,包括和俄国家航天集团、欧空局等都开展过一系列合作,我们也从中学到了很多有益经验,这些合作对我国空间站建设起到了积极作用。我们愿意和世界上所有爱好和平、和平利用太空的航天机构开展国际合作,前期根据中美两国首脑达成的协议,我们邀请过NASA的航天机构和专家到中国载人航天设施来参观。但后来美国国会通过了《沃尔夫法案》,禁止NASA和中国政府开展航天合作,所以中美两国之间的航天合作就终止了。

  在回应媒体有关未来是否会有国外航天员进入中国空间站的问题时,郝淳表示,“一定会有国外航天员参加中国的航天飞行,并在中国空间站上进行工作和生活”。我方和国外航天机构进行交流时,他们也提出了很多希望。国外的很多航天员已经为参加中国空间站的飞行任务开始学习中文。由于目前中国空间站还处于建造阶段,我国会随着任务进程来开展国外航天员的选拔和联合飞行的有关工作。

  中国空间站建造后续将有哪些重大任务

  据了解,按照空间站建造任务规划,今明两年我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造。

  载人航天工程办公室主任郝淳在接受媒体采访时介绍,我国空间站建造分两个阶段实现,一是空间站关键技术验证阶段,二是空间站建造阶段。从今年到明年整体完成这两阶段的任务。按照中国航天任务规划,两个阶段各规划了六次飞行任务,其中关键技术验证阶段的第一次任务就是去年取得圆满成功的长征五号B首飞任务。今年还要实施关键技术验证阶段的5次飞行任务,包括4月底天和核心舱的发射,紧接着会在5月和6月分别实施天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船的发射,其中神舟十二号飞船上的航天员乘组由三名航天员组成,他们将在轨驻留三个月。9月和10月将分别实施天舟三号货运飞船和神舟十三号载人飞船的发射任务,其中神舟十三号飞船上的航天员乘组由三名航天员组成,他们将在轨驻留6个月。郝淳表示,以后6个月的在轨驻留将是中国航天员在轨驻留的常态。

  据他介绍,明年将全面进入空间站在轨建造阶段,一共规划了6次飞行任务。包括空间站舱段问天和梦天的发射任务,还包括两艘货运飞船和两艘载人飞船发射任务。这两艘载人飞船也分别由三名航天员乘组组成,在轨驻留6个月左右。到明年年底我国空间站将完成在轨建造,转入后续应用与发展阶段。郝淳表示,空间站设计在轨寿命是不小于十年,通过航天员在轨维修、维护和一些设备载荷更换,可以延寿使空间站在轨工作更长时间。在轨期间,中方会安排开展大量空间科学、空间技术和空间应用实验,有望取得一大批世界领先水平的科研成果、技术应用成果和科研产品。

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