天宮,這個中國神話傳說中天帝居住的宮殿,在21世紀(jì)第三個10年的中國,被賦予了更多科學(xué)與夢想的色彩,再次出現(xiàn)在世人面前,搖身一變中國航天的新名片——天宮空間站,這是中國人自主建造的近地載人空間站。
4月29日,搭載著中國空間站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場點火升空。今明兩年,我國計劃通過11次高密度發(fā)射任務(wù),完成中國空間站的建設(shè)。
天宮,已不再遙遠。
為何要建造自己的空間站?
說起空間站,很多人最先想到的是國際空間站,這是目前在軌運行最大的空間平臺,是一個擁有現(xiàn)代化科研設(shè)備、可開展大規(guī)模、多學(xué)科基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的空間實驗室。它的規(guī)模大約有400多噸,由美國、俄羅斯、加拿大、日本等16國聯(lián)合,先后經(jīng)歷12年建造完成。
中國航天科技集團五院空間站任務(wù)總設(shè)計師楊宏說,空間站作為長期在軌運行的“太空母港”,是人類歷史上規(guī)模最大的航天器,可滿足航天員長期在軌生活工作,其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究,推動科學(xué)技術(shù)進步。
“因此,空間站工程將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益和社會效益,已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟、科技和綜合國力的重要標(biāo)志,受到各航天大國的高度重視。”楊宏說。
然而,國際空間站的合作大門,并未向中國敞開,我們走上了自主研制建造的道路。自上世紀(jì)90年代初,我國載人航天工程正式啟動,采取“三步走”實施戰(zhàn)略——第一步是載人飛船階段,在此期間完成了載人飛船的研制,實現(xiàn)了航天員天地往返等目標(biāo);第二步是空間實驗室階段,在這一階段,我國不僅掌握了出艙、交會對接技術(shù),成功對航天員中期駐留太空進行了驗證,還成功驗證了推進劑在軌補加技術(shù),完成了運送貨物補給等任務(wù);第三步就是現(xiàn)在正在進行的空間站建設(shè)階段,我國將建造長期有人照料的空間站。
中國空間站長什么樣?有什么用?
中國空間站以天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙為基本構(gòu)型。其中,核心艙作為空間站組合體控制和管理主份艙段,具備交會對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實驗?zāi)芰?;問天和夢天實驗艙均作為支持大?guī)模艙內(nèi)外空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗載荷支持艙段,同時問天實驗艙還作為組合體控制和管理備份艙段,具備出艙活動能力,夢天實驗艙具備載荷自動進出艙能力。
中國空間站三艙飛行器依次發(fā)射成功后,將在軌通過交會對接和轉(zhuǎn)位,形成“T”構(gòu)型組合體,長期在軌運行。組合體在軌運行壽命不小于10年,并可通過維修維護延長使用壽命。
開展空間站工程,將從國家全產(chǎn)業(yè)鏈角度,極大地引領(lǐng)和帶動包括空間科學(xué)、生命科學(xué)等多種前沿學(xué)科和原材料、元器件、智能制造等多領(lǐng)域先進技術(shù)發(fā)展,發(fā)揮著不可替代的作用。
空間站作為長期在軌運行的“太空母港”,其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究,推動科學(xué)技術(shù)進步。因此,空間站工程將產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益和社會效益,已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟、科技和綜合國力的重要標(biāo)志,受到各航天大國的高度重視。
中國空間站的工程目標(biāo)主要是什么?
中國空間站主要有五大工程目標(biāo):一是建造并運營近地空間站,突破、掌握和發(fā)展大型復(fù)雜航天器的在軌組裝與建造、長期安全可靠飛行、運營管理和維護技術(shù),提升國家航天技術(shù)水平,帶動相關(guān)領(lǐng)域和行業(yè)的科技進步,增強綜合國力。二是突破、掌握和發(fā)展近地空間長期載人航天飛行技術(shù),解決近地軌道長期載人航天飛行的主要醫(yī)學(xué)問題,實現(xiàn)航天員長期在軌健康生活和有效工作。三是建成國家太空實驗室。發(fā)展具有國際先進水平的空間科學(xué)與應(yīng)用能力,開展多領(lǐng)域空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗、空間應(yīng)用,以及科普教育,獲取具有重大科學(xué)價值的研究成果和重大戰(zhàn)略意義的應(yīng)用成果。四是開展國際(區(qū)域)合作,為人類和平開發(fā)和利用空間資源做出積極貢獻。五是以在軌服務(wù)、地月和深空載人探測需求為牽引,試驗和驗證相關(guān)關(guān)鍵技術(shù),為載人航天持續(xù)發(fā)展積累技術(shù)和經(jīng)驗。
兩年建成常年有人照料的空間站
從4月29日天和核心艙發(fā)射成功后,每隔90分鐘它就會飛過我們的頭頂一次,在太空里等待著空間站其他艙段以及貨運飛船、載人飛船和它匯合。
中國載人航天工程辦公室主任郝淳接受央視采訪時表示,“核心艙是整個空間站最重要、最關(guān)鍵的艙段,建造空間站是我國載人航天三步走戰(zhàn)略的第三步,到現(xiàn)在已經(jīng)進入了空間站建造的關(guān)鍵時期?!?/p>
根據(jù)我國空間站建造規(guī)劃,將在兩年時間內(nèi)建成以核心艙為控制中心,問天、夢天實驗艙為主要實驗平臺,常年有人照料的空間站。兩年時間內(nèi),各個艙段將在軌道上“搭積木”,組建中國空間站。
郝淳表示,空間站建造分為空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證和空間站建造兩個階段,從今年到明年,完成這兩個階段的任務(wù)。今年發(fā)射空間站的天和核心艙,緊接著是5月份和6月份分別實施的天舟二號貨運飛船和神舟十二號載人飛船的發(fā)射,9月和10月將分別實施天舟三號貨運飛船和神舟十三號載人飛船的飛行任務(wù)。
3名航天員將首批入住核心艙
五院載人航天工程空間站系統(tǒng)總設(shè)計師、天和核心艙責(zé)任總設(shè)計師楊宏在央視《面對面》節(jié)目表示,中國空間站工程今明兩年要“11連發(fā)”,天舟之后,3名航天員組成的飛行乘組將成為天和核心艙的首批“入住人員”,在軌駐留3個月。
中國空間站工程在今明兩年將接續(xù)實施11次飛行任務(wù),包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運飛船發(fā)射以及4次載人飛船發(fā)射,并依次圍繞核心艙完成組裝建造工作。這樣高密度任務(wù)在我國載人航天工程中從未有過。11次任務(wù)環(huán)環(huán)相扣,一系列關(guān)鍵技術(shù)需要在天上驗證,并進行分段評估,才能進行下一階段建造工作,進而決定“下一步走向”,可謂是“步步驚心”。
楊宏表示:“這次天和核心艙4月29日發(fā)射以后,大家經(jīng)常說的就是開啟了中國空間站的時代,但是我想說的是,天和核心艙發(fā)射只是我們新的開始,這僅僅是萬里長征的第一步。天和核心艙要在軌進行關(guān)鍵技術(shù)的多項驗證,驗證過后還要在軌評估才能進行組裝建造,組裝建造完成后還要開啟十年的長壽命,通過航天員的維修、維護、延壽還要更長的時間,后面任重而道遠,這只能說是一個開始。”
將為他國航天員提供在軌飛行機會
未來建設(shè)完成的中國空間站的總重量要比現(xiàn)在正在運行的國際空間站輕,在拿中國空間站和國際空間站做比較時,很多人都關(guān)注到了這一重量上的不同。
“我們跟國際空間站不比規(guī)模,而是要比效益。我們發(fā)展空間站的目的是支持大規(guī)模的開展空間的科學(xué)實驗和技術(shù)實驗。比如在重量占比上來講,我們科學(xué)實驗所用到的設(shè)備重量比起整站重量的占比,我們相對來講是比較優(yōu)的。我們在供電整個發(fā)電功率當(dāng)中,用于科學(xué)實驗的供電支持也相對是比較高的?!睏詈杲榻B,“與國際空間站相比,我們中國空間站是處于后發(fā)。很多技術(shù)在發(fā)展,所以我們的建造周期是可以大大壓縮,吸取之前國外空間站的經(jīng)驗和教訓(xùn),我們可以最大限度降低我們組裝、建造和運營的成本,最大程度去支持科學(xué)實驗?!?/p>
從1992年啟動載人航天工程到1999年神舟一號試驗飛船起飛,從神舟五號一人一天飛行到神舟六號兩人多天飛行,從神舟七號太空行走到神舟八號掌握空間交會對接技術(shù)……近30年來,中國載人航天跨越了一次次重大關(guān)口,實現(xiàn)了一系列從夢想到現(xiàn)實的突破。太空建站,對于世界上任何一個航天大國,都是歷史性的一步,是一個國家綜合國力的重要標(biāo)志,集中體現(xiàn)了國家高科技發(fā)展水平。
建成之后,它將是我國長期在軌穩(wěn)定運行的國家太空實驗室,彰顯出中國人自主發(fā)展載人航天事業(yè)的決心和才智,體現(xiàn)出中國在世界載人航天領(lǐng)域不可或缺的地位,成為中華民族中國夢航天夢的重要載體,具有鮮明的中國特色和時代特征。
中國空間站預(yù)計于2022年建成并投入運營,設(shè)計壽命10年。在未來空間站任務(wù)中,中國載人航天將以更加開放的姿態(tài)開展國際間的交流與合作。