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中国空间站(天宫空间站,英文名称:China Space Station)一般指的是中华人民共和国计划中的一个空间站系统。预计在2022年前后建成。空间站轨道高度为400~450公里,倾角42~43度,设计寿命...
17国发来申请,请求加入中国空间站,中方表示欢迎,美国也想加入
10-18 23:23国防时报社新媒体帐号
据俄罗斯媒体本月16号发布的报道称,当俄罗斯宇航员正在忙着拍摄一部“太空电视剧”的同时,中国的宇航员们却在为建设空间站而忙碌着。据悉,当中国的神舟十三号载人飞船进行太空,并且顺利和空间站进行对接之际,中国已经收到了来自世界上17个国家的合作申请,这17个国家均希望未来中国空间站建成之后,可以派驻本国人员前往空间站进行科研活动,由于国际空间站有可能在未来几年宣告退役,届时中国空间站就成为了近地轨道上唯一正常运行的空间站,俄媒认为,即便国际空间站能够延期服役,中国空间站也将成为一个强有力的竞争者。
不过就在中国空间站吸引着国际舆论的眼球时,另外一个航天大国也同样成为了话题焦点,那就是美国。中国空间站目前几乎吸引到所有致力于航天事业的国家,即便是在地缘政治上和中国有纠纷的欧洲和日本,也已经早早递交了申请书,唯独美国一直对此事保持沉默。反倒是美国NASA的现任局长,一方面“祝贺”中国航天取得成就,另一方面又向国会表态,希望将臭名昭著的“沃尔夫条款”永久化,彻底切断中美两国在航天领域的合作。
可带有讽刺意味的是,“真香定律”竟然也适用于美国航天,当初是美国极力阻挠中国加入国际航天界,并且对中国航天采取前所未有的严厉封锁,试图将中国航天扼杀在摇篮之中。可是当自强不息的中国航天人开拓出一条独立自主的道路,并且在这条道路上取得了辉煌成就之后,美国又希望和中国建立以美国为主导的合作关系。这种既不愿意放下身段与中国平等相处,又不愿意放弃打压中国,同时还幻想从中美合作受益的扭曲心理,正在向全世界展现越来越多美国最丑陋、最贪婪的一面。
实事求是地讲,中美之间在航天领域的整体实力还是存在着差距,可是与这种静态的实力对比不同,中国在航天领域正在奋起直追,中国航天的经费支出即便远不如美国庞大,但是胜在中国的航天战略规划的极为清晰,而且透过中国独有的超强执行力,每一阶段的航天战略规划都能得到完美落实。反观美国航天在冷战结束之后就陷入了沉寂,失去了竞争压力的美国航天固然独占第一梯队,可是只能守着所剩无几的冷战技术红利,想要进一步开拓简直是难上加难,双方实力此消彼长之下,其它航天强国自然也都看在眼里,最终自然会采取“用脚投票”的方式作出选择。无数事实已经证明,航天工作如果能够专注于和平事业,对于人类整体而言都是百利而无一害,若是美国继续坚持“太空军事化”的指导方针,只能是越来越背离联合国对于外层空间活动的立场,更是和国际主流看法背道而驰。
中国空间站(天宫空间站,英文名称:China Space Station)一般指的是中华人民共和国计划中的一个空间站系统。预计在2022年前后建成。空间站轨道高度为400~450公里,倾角42~43度,设计寿命为10年,长期驻留3人,总重量可达180吨,以进行较大规模的空间应用。
1992年,中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略,建成空间站是发展战略的重要目标。
2021年5月,空间站天和核心舱完成在轨测试验证。5月29日晚,我国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射此后。6月17日15时54分,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接。6月17日18时48分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱。7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。9月16日,神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体。9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。9月20日15时,长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船,在海南文昌航天发射场成功发射。
2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接[61]。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱,中国空间站开启有人长期驻留时代。
中文名: 中国空间站
外文名: China Space Station
别名: 天宫空间站
所属国家: 中华人民共和国
投用时间: 2022年前后
10月16日9时58分,航天员翟志刚、王亚平、叶光富先后进入天和核心舱,中国空间站也迎来了第二个飞行乘组和首位女航天员。后续,航天员乘组将按计划开展相关工作。
新华网2021-10-16
发展历史
1992年,中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略,建成空间站是发展战略的重要目标。
中科院院士、中科院力学所研究员胡文瑞在做客上海科协大讲坛时表示,按照载人航天阶段性规划,中国空间站有望于2022年投入运转,而根据空间站“五舱”结构,首舱或可在2018年前后上天。
空间站工程将继续使用已有的神舟飞船、长征2F火箭、发射场和着陆场。大型空间站的舱室将由正在开发的长征五号火箭发射,核心舱和两个实验舱都是密封加压舱,核心舱前部的5个对接口平时与一艘神舟飞船、两个空间实验舱(即梦天、问天)以及货运飞船天舟对接,最后留有1个对接口供宇航员出舱活动使用。
建设大型空间站是中国载人航天三步走战略的第三步,这个阶段中国将掌握近地轨道空间组装、近地轨道长时间有人驻留等技术。
中科院空间应用工程与战略规划研究室副主任张伟表示:“我国载人航天事业在2020年将进入载人空间站阶段,神舟系列载人飞船、天舟一号货运飞船、核心舱天和以及实验舱梦天、问天已箭在弦上。到2024年,(上述空间站)有望成为全世界唯一在轨运行的空间站。” 长征五号B运载火箭首飞成功后,我国将先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造;期间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。中国空间站核心舱已完成正样产品总装,问天实验舱和梦天实验舱正在开展初样研制;空间科学应用载荷已陆续转入正样研制,执行空间站建造阶段四次飞行任务的航天员乘组已经选定,正在开展任务训练。我国第三批预备航天员选拔工作将于2020年7月前后完成。
2021年2月16日,从中国载人航天工程办公室获悉,执行中国空间站建造阶段载人飞行任务的首批航天员乘组已进入强化冲刺训练阶段;经过一年的艰苦训练,已基本完成预定科目训练,正在着重开展出舱活动等训练。
2021年5月,空间站天和核心舱完成在轨测试验证。5月29日晚,我国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。这是空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。
2021年6月16日上午,神舟十二号载人飞行任务新闻发布会在酒泉卫星发射中心召开[38]。中国载人航天工程办公室主任助理季启明介绍说,神舟十二号载人飞行任务作为我国空间站阶段的首次载人飞行,神舟十二号载人飞行任务承上启下,十分关键。总体来看,神舟十二号载人飞行任务有四大特点,将为后续空间站建造及应用发展奠定坚实基础,积累宝贵经验。
2021年6月17日9时22分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。
2021年6月17日,据中国载人航天工程办公室消息,神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于北京时间2021年6月17日15时54分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。这是天和核心舱发射入轨后,首次与载人飞船进行的交会对接。
北京时间2021年6月17日18时48分,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。后续,航天员乘组将按计划开展相关工作。
2021年7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。9月16日,神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体。9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。
2021年9月18日10时25分,天舟二号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离,并绕飞至前向端口完成自动交会对接,整个过程历时约4小时。
2021年9月20日15时,长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船,在海南文昌航天发射场成功发射。
2021年10月16日0时23分,搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭,在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射,约582秒后,神舟十三号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空,飞行乘组状态良好,发射取得圆满成功。
2021年10月16日6时56分,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱径向端口,与此前已对接的天舟二号、天舟三号货运飞船一起构成四舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约6.5小时。按任务实施计划,3名航天员随后将从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱。
建成时间
2014年9月10日,第27届太空探索者协会年会在北京召开。年会中方组委会主席杨利伟称,中国在2016年9月15号发射天宫二号空间实验室,随后2016年10月下旬发射神舟11号载人飞船和天舟一号货运飞船,并与“天宫二号空间实验室”对接,将在2022年前后完成中国空间站的建造。
中国航天科技集团董事长雷凡培在中国航天事业创建60周年之际透露,中国计划2018年前后发射空间站试验性核心舱,2022年前后发射20吨级舱段组合的空间站。到2024年国际空间站退役并坠毁时,中国有可能成为全球唯一拥有空间站的国家。
雷凡培表示,中国空间站建设方案已确定。空间站包括一个核心舱和两个实验舱,有多个交会对接口,能实现多飞行器同时对接。
2018年前后,空间站试验性核心舱将由长征五号重型运载火箭送入轨道。2022年前后,我国将研制并发射基本模块为20吨级舱段组合的空间站。
2017年4月20日,中国载人航天副总指挥史张育林接受采访表示,空间站任务进展顺利,核心舱和两个实验舱都按照计划加紧研制,总体上讲,各项研制工作的关键技术均已突破,初样阶段的工作正有序进行。按照计划,在2019年左右要进行核心舱的发射。
空间站建成后,每年与载人飞船、货运飞船对接若干次进行补给,在400公里左右的轨道高度上维持设计寿命十年的运行。届时,中国将成为继俄罗斯之后,以一国之力独自完成空间站建设的国家,航天员在空间站驻留可达一年以上。
2021年10月16日6时56分,神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱,中国空间站开启有人长期驻留时代。
目标任务
按照空间站建造任务规划,2021年和2022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,实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。
名称标识
名称
名称,载人空间站命名为“天宫”,货运飞船命名为“天舟”。中国载人空间站整体名称及各舱段和货运飞船共5个名称具体如下:
载人空间站命名为“天宫”,代号“TG”;
核心舱命名为“天和”,代号“TH”;
实验舱Ⅰ命名为“问天”,代号“WT”;
实验舱Ⅱ命名为“梦天”,代号“MT”;
货运飞船命名为“天舟”,代号“TZ”。
标识
中国载人航天工程标识主造型既像一个汉语书法的“中”字,又类似空间站的基本形态,尾部的书法笔触似腾空而起的火箭,充满中国元素和航天特色,结构优美、寓意深刻。同时,命名中国载人空间站整体名称及各舱段和货运飞船等5个名称,既注重了单个名称的内涵,又强调了保持全套名称的系统性、协调性和互补性。
开展能力
空间站拟按长期载3人状态设计,运营阶段每半年由载人飞船实施人员轮换,而初期将采用人员间断访问方式。载人空间站建成后,将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地,在轨运营10年以上。
中国载人航天工程第三步的空间站建设,初期将建造三个舱段,包括一个核心舱和两个实验舱,每个规模20多吨。基本构型为T字形,核心舱居中,实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。
核心舱前端设两个对接口,接纳载人太空船对接和停靠;后端设后向对接口,用于货运飞船停靠补给。站上设气闸舱用于太空人出舱,配置机械臂用于辅助对接、补给、出舱和科学实验。
随后,空间站运营期间,最多的时候,将有一艘货运飞船、两艘载人飞船。整个系统加起来将达90多吨。
中国空间站具备开展能力。在运营阶段,将可以根据科学研究的需要增加新的舱段,扩展规模和应用能力。
空间站的一个核心舱和两个实验舱,将由大型运载火箭长征五号B发射;货运飞船和载人飞船增加则由中型运载火箭长征七号发射。
中国载人航天工程办公室负责人称,自发布之日起,中国载人航天工程启用新的标识,载人空间站及货运飞船有关文件与宣传文稿一律使用新的规范名称和代号。
节能典范
中国空间站研发面临很多技术上的挑战,将以更先进的控制技术、能源技术、再生技术,将空间站打造成节能典范。
要为航天员的生活、工作、实验提供很好的条件,保证满足空间科学研究的需要,相应对空间站规模和性能提出要求。这就需要利用最新的科技成果,提高空间站对人的保障能力;掌握更好的控制技术,进一步提升空间站姿态稳定度、微重力水平。
空间站要长期运营,需考虑经济性问题,如何通过绿色、再生技术等,提高空间站物资循环利用率,减少地面补给需要,实现资源再利用,譬如,用废水、尿液制造氧气,对二氧化碳等人体废弃物进行的再生去除等。
空间站还需要更大规模的供电能力。光电和太阳能在地面都有应用,空间上会更重视利用太阳能发电,进一步提高太阳电池发电效率,提高储能电池效率及寿命、可靠性安全性。
文明进步
2022年空间站建好后,将随即投入正常运营,开展科学研究和太空实验,促进中国空间科学研究进入世界先进行列,为人类文明发展进步作出贡献。考虑到当前需求和耗费等因素,中国不搞国际空间站这么大规模的空间站,考虑的规模是适度的,可以满足重大科学研究项目的需要,而扩展能力的设计将使我们能根据科学前沿的发展需求,提供更为强大的支持能力。
中国空间站建设将瞄准掌握空间站建造技术,用与时代同步的技术,建造有中国特色、时代特征的空间站。中国的空间站也将为全球科学家提供科学研究和实验机会,满足最新最好的空间探索及空间资源利用等科研需要,使中国载人航天发展进入探索科学前沿、开发空间资源、造福人类社会的新阶段。
建造情况
建设规划
1992年9月21日,中国政府决定实施载人航天工程,并确定了三步走的发展战略。
第一步,发射载人飞船(即神舟号飞船),建成初步配套的试验性载人飞船工程,开展空间应用实验;
第二步,在第一艘载人飞船发射成功后,突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术,并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室,解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题;
第三步,建造载人空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。
建造历程
精选片单 中国空间站相关建造历程,经过不懈努力,天和核心舱成功发射
2021年9月17日,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。
2008年9月,神舟七号升空,实现航天员太空行走;
2011年9月,天宫一号空间实验室发射升空。
2011年11月神舟八号发射升空,实现无人对接。
2012年6月神舟九号发射成功,实现中国首次载人交会对接。
2013年6月神舟十号发射成功,完成再一次载人交会对接任务。
2014年9月10日,杨利伟称,将在2022年前后完成中国空间站的建造。
2016年9月天宫二号空间实验室发射升空。
2016年10月神舟十一号载人舱发射升空,与天宫二号对接。
2016年,联合国与中国载人航天工程办公室签署《利用中国空间站开展国际合作谅解备忘录》,商定利用中国空间站为各国提供科学实验机会,并在未来为他国航天员或载荷专家提供在轨飞行机会。
2017年3月2日,全国政协委员、中国航天科技集团公司科技委主任包为民表示,中国空间站核心舱已于2016年底完成总装,进入整舱测试阶段,预计2018年发射升空。
2017年4月20日天舟一号货运飞船发射升空,完成与天宫二号对接和推进剂补加试验。
2019年6月12日,中国载人航天工程办公室和联合国外层空间事务办公室在维也纳联合宣布,来自17个国家的9个项目从42项申请中脱颖而出,成为中国空间站科学实验首批入选项目。这标志着中国空间站国际合作进入新阶段。
2019年11月17日,中国载人航天工程总设计师、中国工程院院士周建平在第四届(2019)中国人因工程高峰论坛上说,中国将在2022年前后完成空间站建造并开始运营,空间站的近期规模为100吨,可载3人。
2020年5月5日18时,为中国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱在文昌航天发射场点火升空,首飞任务取得圆满成功,为中国空间站在轨建造任务奠定了重要基础。
2020年10月1日,第三批18名预备航天员加入航天员队伍,包括7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家,他们参加空间站运营阶段各次飞行任务。
2021年1月,中国空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船、空间应用系统核心舱任务,分别顺利通过主管部门组织的出厂评审,标志着中国空间站建造即将转入任务实施阶段。
2021年4月23日上午,空间站天和核心舱与长征五号B遥二运载火箭组合体在中国文昌航天发射场垂直转运至发射区,意味着中国空间站建设大幕已经开启。
2021年4月29日11时,长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱,在海南文昌航天发射场发射升空。
基本组成
中国空间站包括核心舱、实验舱梦天、实验舱问天、载人飞船(即已经命名的“神舟”号飞船)和货运飞船(天舟一号飞船)五个模块组成。各飞行器既是独立的飞行器,具备独立的飞行能力,又可以与核心舱组合成多种形态的空间组合体,在核心舱统一调度下协同工作,完成空间站承担的各项任务。
核心舱
全长约18.1米,最大直径约4.2米,发射质量20-22吨。核心舱模块分为节点舱、生活控制舱和资源舱。
主要任务包括为航天员提供居住环境,支持航天员的长期在轨驻留,支持飞船和扩展模块对接停靠并开展少量的空间应用实验,是空间站的管理和控制中心。
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。
实验舱
全长均约14.4米,最大直径均约4.2米,发射质量均约20-22吨。
空间站核心舱以组合体控制任务为主,实验舱II以应用实验任务为主,实验舱I兼有二者功能。实验舱I、II先后发射,具备独立飞行功能,与核心舱对接后形成组合体,可开展长期在轨驻留的空间应用和新技术试验,并对核心舱平台功能予以备份和增强。
货运飞船
最大直径约3.35米,发射质量不大于13吨。货运飞船是空间站的地面后勤保障系统。
主要任务,一是补给空间站的推进剂消耗,空气泄漏,运送空间站维修和更换设备,延长空间站的在轨飞行寿命;二是运送航天员工作和生活用品,保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作;三是运送空间科学实验设备和用品,支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件。
货运飞船命名为天舟货运飞船,采用模块化设计,具有全密封货舱、半密封/半开放货舱、全开放货舱三种构型,可以把不同的载荷包括小型舱段运输上去,由航天员和机械臂将其装配到空间站上。
发射该飞船的是新研制的长征七号运载火箭。
2021年5月29日晚,我国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。这是空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。
2021年9月20日15时,长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船,在海南文昌航天发射场成功发射。天舟三号货运飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,于北京时间2021年9月20日22时08分,采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱后向端口,整个过程历时约6.5小时。天舟三号装载了航天员生活物资、舱外航天服及出舱消耗品、空间站平台物资、部分载荷和推进剂等,与天和核心舱及天舟二号组合体完成交会对接后,转入三舱(船)组合体飞行状态。
航天员
中国的航天员都是从现役空军飞行员中选拔,主要承担航天器驾驶任务。空间站将开展太空科学实验,除了良好的身体素质这个共性要求外,未来需要不同类型的航天员,尤其是工程师和科学家,这是未来选拔航天员的一个主要方向。
未来舱段
中国载人航天工程总设计师周建平介绍说,中国空间站未来还将单独发射一个十几吨的光学舱,与空间站保持共轨飞行状态,并计划在光学舱里架设一套口径两米的巡天望远镜(简称CSST),分辨率与哈勃相当,视场角是哈勃的300多倍。在轨10年,可以对40%以上的天区,约17500平方度天区进行观测。
双重保障
报警系统和预警系统双重保障
空间站建成后,航天员需要长期在轨执行任务,所以在空间站内部特别设计了一套报警系统。声光电的这种报警系统,如果真的是发生了故障,可以及时去通报航天员,然后就算航天员在休息,也可以通报航天员,然后进行处置。
除此之外,为了进一步保障航天员的安全,在地面系统也配置预警设备,对空间站进行实时监测。有了报警系统和预警系统的双重保障,这样一来即便在太空中,航天员也能够实现与地面人员同步的作息时间。
如果在轨发生了故障,我地面也可以及时进行处置。所以相当于这种地面和天上一体化的设计,最终保证目前的后续的航天员在轨可以达到这种同步的作息,不需要再有一个航天员专门不睡觉来进行值守,这个是可以实现的。
空间实验室
空间实验室是开展空间试验活动的载人航天飞行器,规模上小于空间站,是空间站的雏形。空间实验室的主要任务是:突破并掌握飞行器空间交会对接及组合体控制技术;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;先期考核空间站建造相关关键技术。
中国的天宫一号是交会对接目标飞行器,天宫二号是为了载荷要求进行改装,原本还有天宫三号,但研制队伍通过优化设计和挖潜,将天宫三号的试验任务全部合并到了天宫二号上进行,这样就节省了天宫三号和为天宫三号服务的飞船的成本,转而直接发射空间站的试验核心舱,以实现低成本、跨越式的发展。
天宫一号
“天宫一号”重约8.5吨,主要任务是作为交会对接目标,完成空间交会对接飞行试验;保障航天员在轨短期驻留期间的工作和生活,并保证航天员安全;开展空间应用、航天医学试验、空间科学实验和空间站技术试验;初步建立能够短期载人、长期无人独立可靠运行的空间试验平台、为建造空间站积累经验。
2011年9月29日21时16分03秒,天宫一号目标飞行器从酒泉卫星发射中心升空,设计寿命两年,实际在轨四年半,超期服役并开展多项拓展技术试验。2016年3月16日,天宫一号目标飞行器正式终止数据服务,全面完成了历史使命。天宫一号在轨运行1630天,不但完成了既定使命任务,还超设计寿命飞行、超计划开展多项拓展技术试验,为空间站建设运营和载人航天成果应用推广积累了重要经验。
天宫二号
天宫二号与天宫一号目标飞行器相同,天宫二号空间实验室的重量约为8.6吨,分为两个舱。前舱为实验舱,是全密封环境。后舱则是资源舱,主要内置推进系统、电源系统,以及保障动力和能源供应。
2019年7月19日晚,天宫二号返回地球。从2016年9月发射至此,它的运行天数,定格在“1036”这个数字上。天宫二号作为我国第一个真正意义上的空间实验室,在接近三年的工作时间里都共搭载14项应用载荷,以及航天医学实验设备和在轨维修试验设备,开展了60余项空间科学实验和技术试验。此外,天宫二号还与天舟一号货运飞船配合,首次实现了我国航天器推进剂在轨补加任务,全面突破和掌握了相关技术,对后续空间站阶段的推进剂补加进行了完整验证,并使我国推进剂补加系统性能指标达到世界领先水平。
空间站建设动态
空间站的核心舱命名为“天和”,是中国空间站的管理和控制中心,全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,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的航天器。
新一代载人飞船试验船是为我国近地空间站运营和后续载人月球探测等任务研制,全长8.8米,发射质量21.6吨,具备高安全、高可靠、适应多任务和模块化设计特点,主要用于验证气动热防护、再入控制和群伞减速回收等关键技术。
据中国载人航天工程办公室消息,截至2020年1月20日,空间站核心舱初样产品和新一代载人飞船试验船,经过大约一周的海陆运输,已先后安全运抵文昌航天发射场,将分别参加长征五号B运载火箭发射场合练及首飞任务,标志着中国空间站在轨建造任务即将拉开序幕。
长征五号B运载火箭主要用于空间站舱段等近地轨道大型航天器发射任务,是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型火箭,根据空间站任务要求新研制了大型整流罩,并对全箭进行了适应性改造。火箭全长约53.7米,芯一级直径5米,捆绑4个直径3.35米助推器,整流罩长20.5米、直径5.2米,采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂,起飞质量约849吨,近地轨道运载能力不小于22吨。
据中国载人航天工程办公室消息,为载人空间站工程新研制的长征五号B遥一运载火箭,按照流程完成出厂前各项研制工作,于2020年2月5日安全运抵文昌航天发射场,后续将与先期运抵的空间站核心舱初样产品一同参加发射场合练,之后执行首飞任务。
此外,据中国航天科技集团有限公司五院载人飞船系统总设计师张柏楠在2019年3月11日表示,2022年前我国飞船将告别“订制”,开始小批量生产。
价值意义
据了解,中国要把空间站建成开展大规模空间科学实验与应用的太空实验基地。张伟指出,“与前期任务相比,我国载人航天事业将更加开放,包括国际和国内两个方面。与此同时,有望产出一大批重大科学成果,突破一大批核心关键技术,获得无法估量的经济和社会效益。例如,开展国际前沿的量子调控与光传输研究将有力促进世界量子通信技术的发展,甚至引发通信革命。“
空间科学研究的应用前景十分广阔。张伟分类介绍说,比如空间生物学研究应用方面,可以为培育优良物种、探索疾病机理、研发生物药物、改进人类健康而服务;微重力流体与燃烧研究应用方面,可以促进新型清洁能源开发、改善地球环境;空间材料研究应用方面,开展空间材料加工、先进材料制备等研究,探索和揭示材料物理和化学过程规律,可以改进地面材料加工与生产工艺,研发与生产先进材料,推动工业技术进步。
“大家可能不知道,日常生活中的方便面、耐克鞋气垫都是从航天员的食物和穿戴用品中民用化而研制出来的,而先进超声诊断与远程医疗技术等更是空间科学研究给人类带来的福音,国际空间站开发的靶向药物输送技术已经用于乳腺癌治疗临床试验,预计将获得广泛应用。”张伟表示,“科学发展、技术进步归根到底是为了服务国家、造福民众。”
中国空间站向世界开放,展现了中国航天越来越强大的实力。中国有着几千年的“问天”梦。从1970年东方红一号卫星成功发射拉开中国探索宇宙奥秘的序幕,中国航天通过自力更生、自主创新,不断打破国外技术的封锁和垄断,解决了一大批“卡脖子”的关键难题,大大缩小了与世界的差距。从神舟飞船载人遨游太空到“嫦娥”奔月探索未知,从北斗卫星组网导航到“天宫二号”搭建中国“太空之家”,中国航天取得了一项项举世瞩目的成就,完成了众多人类探索创举。众多国家申请参与中国空间站合作,充分印证了中国航天的实力,表明中国航天技术和经验正在受到越来越多国家的认可。
中国空间站向世界开放,是促进人类和平利用太空的一次生动实践。外太空是属于全人类共同的财富,而不是个别国家或个人的私产;和平探索利用外太空是世界各国平等享有的权利。20世纪以来,人类写下了宇宙探索的辉煌篇章。然而个别大国却对他国航天事业一味持敌视态度,大搞技术垄断,孤立乃至阻断他国航天事业发展,甚至不惜将外太空军事化,封锁人类进一步探索外太空的梦想。世界多国参与中国空间站合作项目,是人类探索未知、延展视野的又一次全球合作行动。世界各国通过中国空间增进互信合作,将积累更多航天技术和经验,推动人类航天事业达到新的高峰。
中国空间站向世界开放,彰显了太空治理中的中国责任与担当。中国十分重视太空探索和航天科技创新,同时也愿同世界各国携手合作,和平探索开发和利用太空。中国空间站向世界敞开合作大门,是历史上此类项目首次向所有联合国会员国开放,无论国家、组织还是私营实体、学术机构,均可平等参与,充分体现出中国以开放包容的心态与世界分享中国航天事业发展的经验和技术,生动诠释了中国航天合作的多边主义理念。与此同时,中国空间站合作也充分关注了发展中国家需求,提供了众多利用中国空间站开展应用实验的机会,将有效帮助发展中国家跨越航天技术发展鸿沟,共同参与太空治理,实现太空和平开发利用。
建设和运营空间站是衡量一个国家经济、科技和综合国力的重要标志。在近地轨道建造和运营空间站,可以长期开展有人参与的、大规模的空间科学实验和技术试验,能够极大地促进空间科学、生命科学等空间技术发展,辐射带动相关领域技术创新。中国空间站的建造运营将为人类开展深空探索储备技术、积累经验,是中国为人类探索宇宙奥秘、和平利用外太空、推动构建人类命运共同体作出的积极贡献。
最新消息
2018年3月31日,从中国航天员中心获悉,随着我国载人航天工程进入空间站时代,航天员已全面开展空间站任务训练。
2018年5月28日,中国常驻维也纳联合国和其他国际组织代表团与联合国外层空间事务办公室在维也纳共同举办中国空间站国际合作机会公告发布仪式,正式开启中国空间站国际合作,盛情邀请世界各国积极参与,利用未来的中国空间站开展舱内外搭载实验等合作。
2018年10月23日,中国载人航天工程办公室副主任林西强在第五届载人航天(国际)学术大会表示,中国空间站关键技术攻关完成,中国“天和号”空间站核心舱将首次以1:1实物形式(工艺验证舱)参加第十二届珠海航展。
2018年11月6日,中国空间站“天和”号核心舱亮相珠海航展,首次以1:1实物形式(工艺验证舱)出现在公众面前。核心舱包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分,有3个对接口和2个停泊口。核心舱主要用于空间站的统一控制和管理,以及航天员生活,具备长期自主飞行能力,能够支持航天员长期驻留,支持开展航天医学和空间科学实验。
2019年7月,中国空间站核心舱完成了初样阶段综合测试、真空热试验等大型试验,即将转入正样阶段。“问天”实验舱和“梦天”实验舱完成了初样舱体阶段生产,正在开展总装工作。长征五号B运载火箭完成了初样阶段研制工作,目前正在进行飞行产品生产、发动机可靠性增长试验。航天员系统开展了长期载人飞行综合模拟验证、出舱活动水下验证等大型地面试验,第三批预备航天员选拔的初选工作已完成,舱外航天服正在进行飞行产品生产。
2021年4月29日,据中国载人航天工程办公室消息,长征五号B遥二运载火箭已完成推进剂加注,计划于29日中午11时许发射空间站天和核心舱。
2021年5月18日,据中国载人航天工程办公室消息,4月29日发射入轨的空间站天和核心舱,近日先后完成交会对接、航天员驻留、机械臂等平台功能测试,以及空间应用项目设备在轨性能检查,各项功能正常、运行状态良好,已进入交会对接轨道,后续将继续开展与天舟二号货运飞船交会对接的准备工作。
2021年6月17日,据中国载人航天工程副总设计师陈善广在直播中透露,在这次的空间站关键技术验证和建造阶段,女航天员刘洋、王亚平都会参与到飞行任务中,此外第三批航天员已经选拔完成,其中也有女性航天员。
2021年6月17日18时48分,神舟十二号载人飞船航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,标志着中国人首次进入自己的空间站。
2021年7月4日,神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。按计划,在神舟十二号任务期间,航天员会开展两次出舱活动及舱外作业。
北京时间2021年7月4日14时57分,经过约7小时的出舱活动,神舟十二号航天员乘组密切协同,圆满完成出舱活动期间全部既定任务,航天员刘伯明、汤洪波安全返回天和核心舱,标志着我国空间站阶段航天员首次出舱活动取得圆满成功。
北京时间2021年9月16日8时56分,神舟十二号载人飞船与空间站天和核心舱成功实施分离。截至目前,神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天,刷新了中国航天员单次飞行任务太空驻留时间的纪录。
2021年9月17日13时30分许,神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后,安全降落在东风着陆场预定区域。
2021年9月18日10时25分,天舟二号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离,并绕飞至前向端口完成自动交会对接,整个过程历时约4小时。空间站天和核心舱与天舟二号货运飞船组合体状态良好,后续将先后迎接天舟三号货运飞船、神舟十三号载人飞船的访问。
2021年10月,据中国载人航天工程办公室消息,经空间站阶段飞行任务总指挥部研究决定, 翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员将执行神舟十三号载人飞行任务,由翟志刚担任指令长。
2021年10月,据介绍,在完成神舟十三号载人飞行任务及工程全系统综合评估后,工程将全面转入空间站建造阶段。
建造阶段共规划实施6次飞行任务,首先发射天舟四号货运飞船,运送补给物资,为随后实施的神舟十四号载人飞行任务做准备;神舟十四号乘组在轨驻留期间,将先后发射问天实验舱和梦天实验舱,与天和核心舱对接,进行舱段转位,在2022年底前完成空间站三舱组合体建造;随后实施天舟五号货运补给和神舟十五号载人飞行任务,神舟十五号乘组将与神舟十四号乘组开展在轨轮换。对空间站状态进行全面评估后,将转入空间站应用与发展阶段。
后续,将择机发射巡天空间望远镜,与空间站共轨长期独立飞行,开展巡天观测,短期停靠空间站进行补给和维护升级。
2021年10月14日,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强在神舟十三号载人飞行任务新闻发布会上表示,欢迎其他国家的航天员进入中国空间站,展开国际合作。
北京时间2021年10月15日21时40分,神舟十三号载人飞行任务航天员乘组出征仪式,在酒泉卫星发射中心问天阁广场举行。21时42分,中国载人航天工程总指挥、空间站阶段飞行任务总指挥部总指挥长李尚福下达命令,翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员领命出征,即将开启为期6个月的飞行任务。
美国航天
美国是世界上较早开展航天活动的国家,活动规模和技术水平居世界前列。起源20世纪初。1927年,罗伯特·哈金斯·戈达德开始研究和试验固体火箭,后发表著作论证向月球发射火箭的可能性。
中文名: 美国航天
外文名: Aerospace America
主管部门: 美国宇航局NASA
领域: 航天
所属国家: 美国
发展概况
发展史
1921年,戈达德转向研究液体火箭发动机,并于1926年发射了世界上第一枚以液氧、汽油为推进剂的液体火箭。
1936年,美国加利福尼亚理工学院的 T.von卡门等人也开始研制液体火箭。
第二次世界大战结束后,美国在缴获的德国 V-2火箭的基础上开始研究大型火箭和导弹。美国陆军在 W.von布劳恩等德国专家的帮助下于1945年发射了 V-2火箭,1949年开始研制“红石”弹道导弹,1954年制定用“丘辟特” C火箭(“红石”导弹作为第一级)发射卫星的“轨道器”计划。
美国海军利用V-2火箭技术研制“海盗”号探空火箭并从1949年开始飞行试验。
美国空军于1954年开始研制“宇宙神”洲际弹道导弹并提出以这种导弹为基础发射卫星的方案。为了不影响弹道导弹的研制,美国决定由海军以“海盗”号探空火箭为基础研制发射卫星的“先锋”号运载火箭。
1957年苏联成功发射人造卫星促使美国在执行“先锋”号计划的同时抓“轨道器”计划。
1958年1月31日用“丘辟特”C火箭(改名“丘诺” 1号火箭)成功发射美国第一颗人造卫星“探险者”1号。 为了加速发展航天事业,美国在1958年2月成立了国防部高级研究计划局,并在同年 10月成立主管民用航天活动的美国国家航空航天局。
从1961年开始实施“阿波罗”登月计划(见“阿波罗”工程),1969年7月首次把两名航天员送上月球,并安全返回地球。
从1972年起美国航天活动的重点转向开发和利用近地空间并开始研制航天飞机。
1982年11月航天飞机进行首次商业飞行,到1984年底已飞行14次。
1984年1月美国国家航空航天局还开始研制永久性载人航天站。
在第二次世界大战中,作为德国向美国投降的航天专家,韦纳·冯·布劳恩对美国航天事业的影响:美国第一颗卫星的发射成功,以及第一艘载人飞船“阿波罗11号”登上月球作出突出贡献,而美国航天飞机的研制也是自他手中发端。
活动方向
美国的航天活动包括军用和民用两个部分,分别由国防部和国家航空航天局负责。国防部和国家航空航天局均有独立的科研和试验机构、发射基地和测控系统,并与政府其他部门、高等院校和私营企业广泛协作。
美国主要的航天器发射场是空军东靶场、西靶场和国家航空航天局的肯尼迪航天中心(图1 )。
从1958年到1984年底,美国使用了 8种运载火箭:“先锋”号、“丘诺”号、“红石”号、“雷神”号、“宇宙神”号、“侦察兵”号、“大力神”号(见“大力神”号运载火箭)、“土星”号(见“土星”号运载火箭)和航天飞机,共发射了1019个航天器,居世界第二位,耗资约1700亿美元。
人造卫星应用
种类
从1958年至1984年底,美国共发射人造地球卫星 923颗,包括科学卫星、技术试验卫星和应用卫星,其中应用卫星约占80%。科学卫星主要用于研究地球大气、重力场和磁场特性,探测太阳辐射和活动情况,测量宇宙射线和微流星,为研制应用卫星、载人飞船和导弹提供资料。科学卫星系列有“探险者”号卫星、“先锋”号卫星、“轨道地球物理台”、“轨道太阳观测台”、“高能天文台”等20多个。技术试验卫星系列有“应用技术卫星”、“生物卫星”等。应用卫星直接为军事、国民经济服务。60年代初和以后,相继发射了侦察卫星、气象卫星、导航卫星和测地卫星。
1964年 8月19日发射了世界第一颗地球静止轨道试验通信卫星,使卫星通信进入实用阶段。从70年代起,预警卫星、地球资源卫星相继投入使用。到80年代,在继续改进原有几种应用卫星的同时,又发射了广播卫星、跟踪和数据中继卫星等。
人造卫星
应用卫星发展
美国的应用卫星发展很快,返回型照相侦察卫星的工作寿命由几天提高到几个月,地面分辨率为0.3米左右。传输型照相侦察卫星的工作寿命长达3年,地面分辨率为 3米左右。“子午仪”号导航卫星的定位精度达到20~50米。通信卫星容量达 12000多条双向话路,寿命7~10年。美国在发展各类军用卫星的同时也重视反卫星武器的研制。在60~70年代中期,主要研究和试验了反卫星导弹。从70年代中期开始研制和试验反卫星激光武器和粒子束武器。
载人航天
发展
从 1960年至1984年底美国先后实现了5项载人航天计划,完成46次载人航天,耗费约500亿美元。
1959年 4月,美国国家航空航天局选拔了第一批航天员,在兰利研究中心开始训练。
1961年5月美国第一名航天员A.B.谢泼德乘“水星”号飞船首次完成轨道飞行。
1961年9月组建约翰逊航天中心,它的任务是设计和制造载人飞船,选拔和训练航天员。60年代实现了“水星”计划(见“水星”号飞船)、“双子星座”计划(见“双子星座”号飞船)和“阿波罗”工程。通过前两项计划解决了载人上天和返回的问题,试验了飞船的轨道机动、交会、对接和航天员出舱活动等技术,为实施“阿波罗”工程奠定了基础。
1969年7月至1972年12月,先后有6艘“阿波罗”号飞船完成了月球航行,12名航天员在月面上进行了科学考察,带回了月球土壤和岩石标本368公斤。“阿波罗”工程耗资约255亿美元,后因实用价值有限而削减经费,减少了飞行次数,提前结束了计划。70年代美国重点实行两项计划:“天空实验室”计划和航天飞机工程。“天空实验室”(图2 )利用“土星” 5号火箭第三级壳体改装成为一艘试验性航天站。
1973~1974年间以它作为空间活动基地,先后有3批航天员乘“阿波罗”号飞船上去工作,开展了生物学、天文学、地球资源勘测和生产工艺方面的实验。航天飞机于1972年开始研制,1981年4月首次试验,1982年11月投入使用。此外,美国于1975年7月与苏联合作进行“阿波罗-联盟”号对接飞行活动。
美国航天飞机
事故
1. 在美国载人航天活动中曾发生过一起严重事故:1967年1月 29日,一艘“阿波罗”号飞船在肯尼迪航天中心进行地面试验时失火,三名航天员丧生。
2. 1986年1月28日是寒冷的一天,在美国佛罗里达的卡那维拉尔角,比天气更让人心寒的是挑战者号航天飞机发生的悲剧。
这天早晨,成千上万名参观者聚集到肯尼迪航天中心,等待一睹挑战者号腾飞的壮观景象。上午11时38分,耸立在发射架上的挑战者号点火升空,直飞天穹,看台上一片欢腾。但航天飞机飞到73秒时,空中突然传来一声闷响,只见挑战者号顷刻之间爆裂成一团桔红色火球,碎片拖着火焰和白烟四散飘飞,坠落到大西洋。挑战者号发生爆炸,全世界为之震惊。
7名宇航员在这次事故中罹难,包括两名女宇航员。其中特别引人注目的是第一次以平民身份参加太空飞行的女教师麦考利夫。原计划她将在太空给她的学生进行现场授课,不幸的是麦考利夫壮志未酬,献出了宝贵的生命。根据调查这一事故的总统委员会的报告,爆炸是一个O型封环失效所致。这个封环位于右侧固体火箭推进器的两个低层部件之间。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。O型封环会在低温下失效,尽管在发射前夕有些工程师警告不要在冷天发射,但是由于发射已被推迟了5次,所以警告未能引起重视。
挑战者号飞机是肯尼迪航天中心的第二架航天飞机。它以航行于大西洋和太平洋上的英国研究船挑战者号而命名。也许有人还记得阿波罗17号登月舱也叫挑战者号。就像它的前辈一样,航天飞机挑战者号也为人类的航天事业做出了巨大贡献。
1982年7月,挑战者号航天飞机成为美国可再度使用的带冀航天器,共成功完成了九次航天飞行任务。 1986年1月28日美国的挑战者号航天飞机乘载七名宇航员,进行航天飞机的第10次飞行。在挑战者号十次的飞行任务中,共绕轨道飞行987次,太空停留时间累积69天。
挑战者号的失事曾使美国的航天事业受到沉重打击,航天飞机在以后的3年中停止了飞行。但是,在总结了挑战者号的教训之后,人类对太空的探测仍在继续。从航天飞机恢复飞行至今,已执行了76次飞行任务,包括组建国际空间站。挑战者号的宇航员是人类航天事业的先驱。
参加这次航天飞机的宇航员一共有七人。他们是:机长弗朗西斯·斯科比,四十六岁;驾驶员迈克尔·史密斯,四十岁;宇航员朱迪恩·雷斯尼克,三十六岁;罗纳德·麦克奈尔,三十五岁;埃利森,鬼冢,三十九岁;格里高利·杰维斯,四十一岁;女教师克里斯塔·麦考利夫,三十七岁。
3.美国“哥伦比亚”号航天飞机外部燃料箱表面泡沫材料安装过程中存在的缺陷,是造成整起事故的祸首。“哥伦比亚”号航天飞机事故调查委员会公布的调查报告称,外部燃料箱表面脱落的一块泡沫材料击中航天飞机热保护系统,是导致事故发生的主要原因。
事故发生后,由于无法迅速找回事发时的泡沫材料和燃料箱进行检验,宇航局和事故调查委员会一直没对事故原因作出最终定论。
目前,“哥伦比亚”号外部燃料箱约50万块碎片已被找到并重新拼在一起。宇航局负责“哥伦比亚”号外部燃料箱工程的首席工程师尼尔·奥特说,宇航局经多次试验确定,泡沫材料安装过程有缺陷是造成事故的主要原因。
奥特说,泡沫材料本身的化学成分没有问题,问题在于用喷枪在燃料箱外敷设泡沫材料的过程。试验表明,目前的敷设工艺会在各块泡沫材料之间留下缝隙,液态氢能够渗入其间。航天飞机起飞后,氢气受热膨胀,最终导致大块泡沫材料脱落。撞击“哥伦比亚”号的泡沫材料有手提箱大小,重约0.75公斤。它几乎是被整块“撕下”后,高速撞击到航天飞机左翼前缘的热保护系统,并形成裂隙。航天飞机重返大气层时,超高温气体得以从裂隙处进入“哥伦比亚”号机体,造成航天飞机解体。
奥特说,根据新标准对燃料箱进行检测是目前摆在美国宇航局面前的最大障碍。新标准要求,不允许有0.5盎司(14.17克)以上的燃料箱外泡沫材料脱落。美国宇航局目前准备对所有航天飞机的11个燃料箱进行检测,检查每个燃料箱需要4千万美元。
深空探测
美国深空探测的目标是考察太阳系内的天体和行星际空间环境,重点是月球和火星,其次是金星、水星、木星和土星。1958~1968年间先后用“先驱者”号探测器、“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器和“月球轨道环行器”等考察了月球,包括拍摄月面照片和分析月球土壤,为实现载人登月提供了科学资料。火星探测器主要有“水手”4号、“水手”6号、“水手”7号和“水手”9号(见“水手”号探测器)(图3 )以及“海盗”1号和“海盗”2号(见“海盗”号探测器)。1971年发射的“水手” 9号进入火星轨道,拍摄了火星表面照片,探测了火星大气层的压力、温度和磁场。
1975年8月20月和9月9日发射的“海盗”1号和“海盗”2号先后于1976年7月 20日和9月4日在火星表面软着陆,对土壤进行了取样分析,未发现火星存在生命的迹象。
1962年发射的“水手”2号和 1967年发射的“水手”5号先后在离金星35000公里和7600公里处掠过,测量了金星的大气密度和表面温度。1972年3月2日和1973年4月5日发射的“先驱者”10号和“先驱者”11号分别于1973年12月和1974年12月掠过木星,探测了木星的辐射带和大气层,拍摄了木星极区的照片。“先驱者”10号约于1986年10月穿过冥王星的平均轨道,成为飞离太阳系的第一个航天器。
1977年发射的“旅行者”1号和“旅行者”2号(见“旅行者”号探测器)于1979年飞临木星,首次临近观测了木星环、大红斑和3颗木星卫星。然后又于1980年和1981年先后飞近土星,拍摄了土星的照片,提供了关于土星环结构的新资料并发现了土星的新卫星。