日前,中國載人航天工程新聞發(fā)言人表示,我國載人空間站工程己正式啟動(dòng)實(shí)施,2020年前后將建成規(guī)模較大、長期有人參與的國家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室。這引起了人們對(duì)建設(shè)中國太空家園的關(guān)注。
太空中的“天宮”
眾所周知,中國載人航天工程分為三步走。第一步發(fā)射無人飛船和載人飛船,建成初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn);第二步是要突破載人飛船和空間飛行器(如軌道艙)的交會(huì)對(duì)接技術(shù),并利用載人飛船技術(shù)改裝、發(fā)射一個(gè)8噸級(jí)的空間實(shí)驗(yàn)室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題;第三步是要建造載人空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。隨著“神舟”飛船系列的成功發(fā)射,載人船天工程第一步任務(wù)已圓滿完成。
為實(shí)施載人航天工程第二步任務(wù)而研制的天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器,目前已突破所有關(guān)鍵技術(shù),正在按照計(jì)劃進(jìn)行總裝和測試。它重達(dá)8噸,雖然重量接近于神舟號(hào)飛船,但卻采用全新設(shè)計(jì)和許多新技術(shù)。其構(gòu)造為兩艙型,分別為前邊的實(shí)驗(yàn)艙和后邊的資源艙,使用壽命定為兩年。可用于航天員駐留期間的在軌工作和生活。實(shí)驗(yàn)室的前端裝有對(duì)接、對(duì)接測量和通信設(shè)備,最重要的作用就是進(jìn)行航天器的交會(huì)對(duì)接實(shí)驗(yàn)。
我國將于2011年先后發(fā)射天宮一號(hào)和神舟八號(hào)飛船,讓兩者均運(yùn)行在距離地面約400千米高的近地軌道上以實(shí)施首次空間飛行器無人交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)。由于兩個(gè)航天器在太空中都以每小時(shí)2.8萬千米以上的高速運(yùn)行,因此一旦在對(duì)接過程中稍有不慎,就可能發(fā)生相撞事故,所以航天器空間交會(huì)對(duì)接大都采用無人自動(dòng)方式來進(jìn)行。
天宮一號(hào)的主要任務(wù)是,在額定的兩年在軌運(yùn)行期間,除與神舟八號(hào)飛船實(shí)現(xiàn)空間交會(huì)對(duì)接外,還要與神舟九號(hào)、十號(hào)兩艘飛船先后進(jìn)行對(duì)接,依次完成與三艘飛船的聯(lián)袂飛行。其中,神舟八號(hào)、九號(hào)兩艘飛船已明確為不載人飛行,主要完成無人交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)任務(wù)。神舟十號(hào)飛船可能載人飛行,航天員將入住天宮一號(hào),并開展一些科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
按照工程計(jì)劃,2015年前,再陸續(xù)發(fā)射天宮二號(hào)、天宮三號(hào)兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室。神舟號(hào)飛船將進(jìn)行載人飛行與之對(duì)接,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題。天宮二號(hào)將主要開展地球觀測和空間地球系統(tǒng)科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、空間技術(shù)、航天醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用和實(shí)驗(yàn)研究。天宮三號(hào)將主要完成再生生保關(guān)鍵技術(shù)試驗(yàn)、航天員中期在軌駐留、貨運(yùn)飛船在軌試驗(yàn)等任務(wù),還將開展部分空間科學(xué)和航天醫(yī)學(xué)試驗(yàn)。其與貨運(yùn)飛船的對(duì)接將首次檢驗(yàn)后者的太空飛行技術(shù)性能。兩個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室的發(fā)射、運(yùn)行和應(yīng)用,將為實(shí)施載人航天工程第三步任務(wù)積累經(jīng)驗(yàn)和提供借鑒。
在軌組裝空間站
空間站是一種在近地軌道上長時(shí)間運(yùn)行、能供多名航天員在其中生活、工作和巡訪的載人航天器。小型的空間站可一次發(fā)射完成,較大型的空間站需分批發(fā)射組件,在太空運(yùn)行軌道上組裝成為整體??臻g站的基本組成以一個(gè)載人生活艙為主體,再配加有不同用途的艙段,如工作實(shí)驗(yàn)艙、科學(xué)儀器艙等,同時(shí)對(duì)接著救生載人飛船。
我國載人空間站工程將采用軌道組裝的辦法建造而成。它將充分繼承載人航天工程前期成果,繼續(xù)使用已有的神舟飛船,同時(shí)研制核心艙和實(shí)驗(yàn)艙,預(yù)計(jì)于2020年前后進(jìn)行發(fā)射,在軌組裝成基本型載人空間站。它大致包括一個(gè)核心艙、兩個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙、一艘載人飛船和一艘貨運(yùn)飛船,能與各種實(shí)驗(yàn)艙、載人飛船和貨運(yùn)飛船進(jìn)行對(duì)接,總重量在100噸以下。其中,核心艙要求長期有人駐守。航天員的往返將由神舟號(hào)飛船來承擔(dān)。全站規(guī)模不會(huì)超過已殞落的總重為140噸、工作容積為400立方米的俄羅斯和平號(hào)空間站和16國正在聯(lián)手共同建設(shè)的總重約為430噸、居住艙容積為1200立方米的國際空間站。
由于核心艙至少重20噸,而目前我國火箭近地軌道最大運(yùn)載能力僅為9.2噸,不僅無法將空間站的重要艙段發(fā)射升空,也滿足不了空間站實(shí)驗(yàn)物資的運(yùn)輸要求。為此,我國正在研制以液氧和煤油為推進(jìn)劑的近地軌道最大運(yùn)載能力為25噸的大推力新型火箭長征五號(hào)。與之相匹配,正在海南文昌建設(shè)我國第四個(gè)航天發(fā)射場。預(yù)計(jì)到2013年,長征五號(hào)火箭和文昌發(fā)射場即可投入使用。
載人空間站在和平開發(fā)利用太空資源和保護(hù)地球環(huán)境方面有著十分重要的作用。由于有人參與工作,可以及時(shí)調(diào)整遙感儀器和觀測設(shè)備,因此空間站在對(duì)地觀測上可獲得比遙感衛(wèi)星更好的效果。其特殊位置和微重力條件下所做的科學(xué)實(shí)驗(yàn),更是其他環(huán)境無法實(shí)現(xiàn)的。載人空間站將成為我國空間科學(xué)和技術(shù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)平臺(tái),并為將來的包括送人登月和登陸更遠(yuǎn)天體的載人航天活動(dòng)和開展行星探測等航天活動(dòng)進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)