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相差300吨,中国天宫空间站与国际空间站对比,有何优势?

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前言

空间站,一直是人类在宇宙探索过程中必不可少的存在。空间站之所以被称为“站”,是因为其在航天工程里担任了“太空驿站”的角色。它能够长时间运行在近地轨道之中,是宇航员们在太空中进行长期作业和维持生活起居的重要据点,能帮助航天工程开展更多的科研项目,在航天事业之中有着举足轻重的科研地位。

空间站这个看起来科技感氛围十足的概念,其实早在两百多年前就有人提出了。在此后的数年间,人们不断对原有的空间站设想进行改造升级,并逐渐转化为现实。

上世纪70年代,美苏太空竞赛进入白热化阶段,在美国阿波罗11号抢先登月之后,苏联也不甘示弱,发射了人类历史上首个空间站-礼炮1号,从此正式开辟了空间站这一太空赛道。

礼炮一号

国际空间站,垂垂老矣

由于空间站的建造以及长期维护的成本资金过于高昂。在冷战结束后,美俄以及多国开启空间国际合作项目,联合建造并共同运营国际空间站。

这是迄今为止世界上规模最大的航天工程,并于2010年正式投入使用阶段,进行了人体研究、空间DNA测序、太空蔬菜种植等多个航天科研工程。

作为人类航天探索新故事的开端,其一度成为当代世界航天的杰出代表作。不过,从1998年正式建造开始,历经数十年的运行,国际空间站已进入了日渐老化、英雄迟暮的阶段。

国际空间站

各种设备故障和事故意外频出,空间站体内部不时漏气,船体外也布满陨石不断撞击后留下的细小疮孔。就连检修工程也相应变得异常艰难:

要从一个四百多吨,内部空间线路错综复杂的国际空间站内,找出一个肉眼都难以察觉的缝隙孔洞,是无比艰难的事情。

而空间站的空气泄漏频率和指数也在直线上升,这给国际空间站的宇航员们增添了不少的工作量和工作难度。随着近年来国际空间站的事故频出。

国际空间站

国际空间站航天员越来越多的工作时间,都被用来维护设备和排除故障而非展开科研项目,这使得人们终究意识到,国际空间站性能已经逐渐退化,实际利用价值已极其微小。

这可能意味着国际空间站已经进入濒临退役的阶段,即将陨落报废。但国际空间站的主要参与国美国和俄罗斯似乎有意试图延长其使用寿命,以维持国际空间站在航天领域的领导地位。

不过残酷的太空环境和老化的空间站设施似乎并不会随着政客的心愿而改变,除非他们愿意继续投入翻倍的巨额航天预算对国际空间站进行改造翻新,但现实经济局势似乎并不能使其得偿所愿。

国际空间站

中国天宫空间站VS国际空间站

  • 结构减重

相比之下,今年刚刚登上太空的中国天宫空间站,则成为空间站赛道上的一颗新星,也促使中国航天事业迈上了新的台阶。

天宫空间站,是继国际空间站后又一空间实验舱系统,由中国独立建造,总重量仅达180吨,相比国际空间站轻了300吨。

但是,吨位并不代表实力,轻巧的天宫空间站相比笨重的国际空间站,主要有结构和成本两个方面的显著优势。从结构上来说,国际空间站采用的积木衔接式架构。

天宫空间站

光是衔接部分就占去大量的体积重量,实际舱体重量和天宫空间站区别不大。而天宫空间站则适当省去了大量繁冗的衔接式架构,在保留足够扩展性的同时减少了建造成本。

从舱内的内部空间来看,国际空间站线路杂乱设施拥挤,而天宫空间站采用抽屉式线路的设计,将线路灵活地隐藏起来,外观上更加整洁宽敞。

空间站内部

  • 性能翻倍

但麻雀虽小五脏俱全,该有的功能一个都不会落下,甚至还会搭载性能远超哈勃太空望远镜的巡天光学舱,和类比阿尔法磁谱仪的HERD以及两条大型高自由度的机械臂用于空间站的组装和维修。

且天宫空间站的机械臂还可以做到全空间全方位无死角的移动,使得天宫空间站在太空科研领域的扩展程度丝毫不会逊色于国际空间站。

除此之外,与国际空间站使用货运飞船来实现轨道维持的方式不同,天宫空间站核心舱第一次将电推系统运用到载人航天上。

天宫空间站

并用其进行轨道维持,这相比货运飞船提高了几倍的燃料使用效率,也降低了货运飞船的出动频率和运行维护成本。

在性能的节能方面,天宫空间站也发挥了中华民族勤俭节约的优良传统,堪称“节能典范”。采用了黑科技柔性镓太阳能电池翼。

这种电池不仅重量轻,还能大幅提高光电转换效率的同时兼顾了绿色再生理念,同时提高储存电池的寿命和安全性。

天宫空间站

空间站内的物资循环利用,也实现了资源的再生利用,利用废水尿液制造氧气和净化二氧化碳,未来每年只需要发射一次货运飞船就能够满足空间站的补给,减少了地面补给需要以及资源补给输送的成本。

天宫空间站还有备用接点仓口的设计,为之后的空间站拓展升级打下基础,通过对接新的核心舱段,从“T”字型结构变成“干”字型,甚至“圭”字型结构都有可能。

天宫空间站

  • 合作机制

总而言之,中国天宫空间站相比国际空间站,重量轻,性能利用效率更高,发展潜力更大。天宫空间站由中国独立建造,设备规划设计和利用都经由中国的一手决策。

不会受其他国家的影响,可以自由发挥效率至上。但国际空间站由于参与建设的国家冗杂繁多,国家与国家之间的标准有所差异,各自的需求和目的也大相径庭,导致了很多不合理的设计和多余的浪费。

追平不是目的,反超才是追求。天宫空间站不仅在性能和硬件水平上超越国际空间站,其合作机制也更胜一筹。天宫空间站的合作机制面向全球,也更加具有开放性。

天宫空间站或将反超国际空间站

未来中国会向联合国所有成员国开放天宫空间站,但同时要求共享所获得的科研数据,以达到真正的互利共赢的合作目的,使天宫空间站高效获取科研成果。

目前已有十多个国家和项目入选天宫空间站的首批合作名单,以开放的态度促进国家之间的合作与交流。由此可见,天宫空间站取代国际空间站成为太空下一任核心空间站,指日可待。

天宫空间站或许会成为下一个核心空间站

为什么要建自己的空间站?

那么,中国人为什么非要斥百亿经费,建造一个属于自己的空间站呢?它能给我们带来哪些好处和回报,究竟有什么意义呢?

要知道,空间站是宇航员们在太空中进行长期作业和维持生活起居的重要据点,能帮助航天工程开展各种各样的科研项目。

天宫空间站的发射,使得中国宇航员得以长驻于太空进行各项科研项目的研究,而太空得天独厚的失重环境也为科学研究带来了独特的条件,这极大助推了各个领域科学技术的进步。

这些高精尖的技术经过时间的演化,又会逐渐走进普罗大众和千家万户,改变人们的日常生活和衣食住行。

中国自主研制的“天宫”系列航天器

除此之外,空间站的航天技术也是各个高精尖科技产业的密集性结果。作为人类工业文明的巅峰和智力凝聚的实体化成果,它的发展能快速促进航天产业链的成长。

同时也能孕育出更多优秀的科研人才,提高总体生产力水平和科学技术水平。天宫空间站,使得我们中国成为航天大国之路更近了一步。

然而,除了科技发展和技术进步,中国坚持独立建造空间站,也是为了能在航天国际面前挺直腰板争一口气。据说早在上世纪九十年代,中国曾诚恳地申请加入国际空间站的筹划建设,但遭到了美国的坚决反对。

国际空间站局部图

之后美国出台的不利于中美航天合作的各项法案也一直在针对中国航天领域。此后中国载人航天正式制定三步走的战略,下定决心走独立自主的发展道路,建造属于中国人自己的空间站。

这个“三步走”战略,目前已经实现了前两步,最后一步建立大规模长期载人空间站的终极目标应该就在不远的将来,我们将通过对天宫空间站进行空间拓展和改造得以实现。

时至今日,天宫空间站开展的国际合作交流之中,美国也未达到我国天宫空间站的入站标准,并且没有提出任何建设性的科研项目。

中国天宫空间站

因此,这次换我们将其拒之门外。而天宫空间站内部操作系统也来自中国制造,并采用全中文的模式,打破了国外系统垄断。这更加证明当年中国走独立自主的航天发展道路必要性,发展自身科技才是硬道理。

现如今,中国空间站的逐渐成熟,向全世界证明了中国的科技实力和综合国力,显著提高了中国在世界航天科技领域的地位和重要性。

其国际影响力不言而喻,具有十分重要的战略意义。因此,中国独立自主建造空间站,是成为航天大国乃至国家发展道路上必不可少的一个举措。

空间站内部结构复杂

结论

天宫空间站是我们独自承担,而国际空间站则是多国协作。回顾中国航天史的艰辛发展历程,国际空间站虽然不曾有中国的参与,但这也间接促进了中国完全依靠自己独立自主打破科技壁垒,发展天宫空间站。

所以,中国天宫空间站与昔日国际空间站的对比,不仅能够证明我国航天科技的飞速发展,还能彰显大国实力。天宫空间站是我们在航天这条道路上取得的显著成果,正是技术与国力的双重考验所取得的结果。

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