本報赴文昌特派記者 劉揚 樊巍
4月29日,運載中國空間站天和核心艙的長征五號B運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射,引發(fā)全球廣泛關(guān)注。本次任務(wù)是中國空間站的揭幕戰(zhàn)和奠基戰(zhàn),宣告開啟了中國空間站在軌建造的新時代。作為我國目前研制的最大、最重的航天器,中國空間站核心艙具有哪些強大功能,對于中國航天事業(yè)具有哪些重大意義以及后續(xù)還有哪些重磅發(fā)射呢?《環(huán)球時報》記者走進文昌航天發(fā)射場,聽國內(nèi)空間站領(lǐng)域權(quán)威專家從多個維度全面介紹。
“三室兩廳”的中國空間站什么樣
中國空間站基本構(gòu)型包括天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙,整體呈T字構(gòu)型。這次發(fā)射的天和核心艙全長16.6米,最大直徑4.2米,發(fā)射質(zhì)量22.5噸。作為未來空間站的管理和控制中心,天和可支持3名航天員長期在軌駐留,支持開展艙內(nèi)外空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。
從功能上看,核心艙具備交會對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實驗的能力;問天和夢天實驗艙均作為支持大規(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,夢天實驗艙則具備載荷自動進出艙能力。按照規(guī)劃,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字構(gòu)型組合體。中國空間站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。
如果說光看數(shù)據(jù)可能難以清晰地勾勒出中國空間站的樣子,航天專家還有更形象的描述。航天科技集團五院專家介紹說,核心艙體積非常大,長度比五層樓房還要高,直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少,體積比國際空間站的任何單個艙位都大。未來航天員入駐后,活動空間非常寬敞。此外,核心艙的重量相當(dāng)于三輛大客車的空重重量,同樣也超過國際空間站的任何一個艙段。專家打了一個非常形象的比喻:如果神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號相當(dāng)于一室一廳的房子,而空間站就是三室兩廳還帶儲藏間,算是“豪宅”了。
不僅活動空間大,未來中國航天員在空間站的補給也得到更好的保障。此前我國航天員在軌飛行時間的最高紀錄是33天,航天員生存所必需的水和氧氣由航天器直接送入太空。為了讓航天員實現(xiàn)更久的在軌停留,空間站設(shè)計有完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水方式回收,排泄的尿液也會回收凈化,重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳,將通過化學(xué)反應(yīng)生成氧氣,這也能夠降低氧氣的補給需求。
《環(huán)球時報》記者了解到,由于空間站資源十分寶貴,經(jīng)過科學(xué)且慎重的遴選,未來空間站將搭載安裝包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、微重力、流體等類別相關(guān)的科學(xué)研究實驗設(shè)施。據(jù)悉,空間站上將部署10余個先進科學(xué)實驗柜、艙外載荷安裝平臺。
據(jù)相關(guān)專家透露,后續(xù)與空間站伴飛的光學(xué)艙將搭載巡天望遠鏡。這臺望遠鏡的分辨率與美國的空間望遠鏡相當(dāng),但視場角是后者的上百倍,它將在大范圍巡天科學(xué)研究方面顯身手。
航天科技集團五院專家還透露,天和核心艙內(nèi)配置了工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)和鍛煉區(qū)六個區(qū)域。這不僅能保證每名航天員都有獨立的睡眠環(huán)境和專用衛(wèi)生間,而且在就餐區(qū)配置了微波爐、冰箱、飲水機、折疊桌等家具,還有太空跑臺、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材,以滿足航天員日常鍛煉。此外,艙內(nèi)情景照明可由手機App控制。核心艙不僅配有手機,可實現(xiàn)在軌航天員之間通話和天地通話,還安裝了天地視頻通話設(shè)備,可以實現(xiàn)與地面的雙向視頻通話。此外,還有可以支持航天員收發(fā)電子郵件的測控通信網(wǎng)和相關(guān)設(shè)備?!?/p>
航天員在軌停留6個月將是常態(tài)
據(jù)《環(huán)球時報》記者了解,按照空間站建造任務(wù)規(guī)劃,今明兩年我國將接續(xù)實施11次飛行任務(wù),包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運飛船以及4次載人飛船發(fā)射,預(yù)計于2022年完成空間站在軌建造。
載人航天工程辦公室主任郝淳介紹說,我國空間站建造分兩個階段實現(xiàn),一是空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段,二是空間站建造階段。兩個階段各規(guī)劃了6次飛行任務(wù),其中關(guān)鍵技術(shù)驗證階段的第一次任務(wù)就是去年取得圓滿成功的長征五號B運載火箭的首飛任務(wù)。今年還要實施關(guān)鍵技術(shù)驗證階段的5次飛行任務(wù),除了這次天和核心艙的發(fā)射外,還有5月和6月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,其中神舟十二號飛船上的航天員乘組由3名航天員組成,他們將在軌駐留3個月。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發(fā)射任務(wù),其中神舟十三號飛船上的航天員乘組同樣由3名航天員組成,他們將在軌駐留6個月。郝淳表示,以后6個月的在軌駐留將是中國航天員在軌駐留的常態(tài)。
據(jù)介紹,明年將全面進入空間站在軌建造階段,一共規(guī)劃6次飛行任務(wù):問天和夢天實驗艙的兩次發(fā)射任
務(wù)以及兩艘貨運飛船和兩艘載人飛船的發(fā)射任務(wù)。載人飛船也同樣搭載3名航天員,在軌駐留6個月。按照計劃,到明年年底我國空間站將完成在軌建造,轉(zhuǎn)入后續(xù)應(yīng)用與發(fā)展階段。郝淳表示,空間站設(shè)計在軌壽命不小于10年,通過航天員在軌維修、維護和一些設(shè)備載荷更換,可以延壽使空間站在軌工作更長時間。在軌期間,中方會安排開展大量空間科學(xué)、空間技術(shù)和空間應(yīng)用實驗,有望取得一大批世界領(lǐng)先水平的科研成果、技術(shù)應(yīng)用成果和科研產(chǎn)品。
據(jù)郝淳介紹,以前中國選拔的兩批航天員都是從空軍飛行員中選出,主要角色是駕駛員。為滿足空間站階段對航天員操作任務(wù)的各項要求,第三批航天員選拔時增加了工程師和載荷專家這兩類航天員。目前包括一名女性在內(nèi)的第三批18名航天員,已經(jīng)正式進入航天員隊伍,正在進行訓(xùn)練。航天員隊伍更豐富后,可以滿足后續(xù)空間站平臺在軌維護、更換以及開展更高水平的空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗的要求。未來還將根據(jù)任務(wù)需要,適時開展后續(xù)批次航天員的選拔,后續(xù)將會擴大候選航天員的選拔范圍,更多高等院校、科研院所乃至有志于航天事業(yè)的科技人員都有可能加入載人航天的隊伍中?!?/p>
相比國際空間站中國空間站啥水平
國際空間站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。它的總質(zhì)量約423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。
載人航天工程辦公室主任郝淳介紹說,相比國際空間站,中國空間站建設(shè)得較晚,但具有后發(fā)優(yōu)勢?!爸袊臻g站的建設(shè)方面,無論是規(guī)模還是技術(shù)應(yīng)用以及后續(xù)應(yīng)用方面,都很有中國特色?!彼e例說,中國空間站采用的太陽能電池技術(shù)、控制技術(shù)、計算機技術(shù)等空間站建造相關(guān)技術(shù),都立足于目前我國的發(fā)展能力和水平,并綜合這些能力實現(xiàn)最優(yōu)、最好的性能,既符合我國國情,也和世界先進水平比肩。
載人航天工程總設(shè)計師周建平在接受《環(huán)球時報》記者采訪時表示,中國空間站三艙組合體60多噸,對接貨運飛船、載人飛船后是90多噸,可以算是100噸級。隨著中國空間站的建造,未來會加裝更多設(shè)備,規(guī)模還會加大。
他認為,中國空間站有后發(fā)技術(shù)優(yōu)
勢。例如空間站布局和構(gòu)型方面,如今有很多新思路。為今后進一步擴建中國空間站、使它具備更加強大的空間應(yīng)用能力,我們布置了外掛平臺和掛點。這些設(shè)備怎么運上去呢?為此中國天舟貨運飛船在設(shè)計時,既有全密封構(gòu)型,還有半開放和全開放構(gòu)型,可以用后兩種構(gòu)型的貨運飛船將大型科學(xué)設(shè)施運上去。周建平表示:“我相信,空間站建造將使我國在大型空間設(shè)施建造方面取得和國際上同樣的水平?!?/p>
《環(huán)球時報》記者從航天科技集團五院了解到,中國空間站在總體規(guī)模上不及國際空間站,這主要是在建設(shè)思路上按照符合中國國情,有所為、有所不為來考慮,綜合當(dāng)前需求和耗費等因素,不搞像國際空間站那么大規(guī)模的空間站,而是采用規(guī)模適度、留有發(fā)展空間的思路,既可以滿足重大科學(xué)研究項目的需要,又同時具備擴展和支持來往飛行器對接的能力。
中國載人工程發(fā)展以來,一直秉承著和平利用外太空、共贏共享的原則,以開放的態(tài)度開展國際合作。據(jù)郝淳介紹,載人航天工程實施以來,我們先后和聯(lián)合國外空司、歐空局、德宇航、意大利航天局、法宇航、巴基斯坦航天局等一系列國家和地區(qū)的航天機構(gòu)開展廣泛交流合作,涉及領(lǐng)域包括航天技術(shù)和空間科學(xué)的研究與應(yīng)用、航天員的選拔訓(xùn)練等各個方面,也取得了一大批很有顯示度的合作成果。郝淳表示,在中國空間站各個艙段上安排了20多個科學(xué)實驗機柜,這些實驗機柜都是按照國際標準設(shè)計研制的,利用這些設(shè)施可以在更大范圍開展更多空間科學(xué)技術(shù)與空間應(yīng)用方面的國際合作。
在回應(yīng)未來是否會有國外航天員進入中國空間站的問題時,郝淳表示“一定會有國外航天員參加中國的航天飛行,并在中國空間站上工作和生活”。他透露,國外很多航天員已經(jīng)為參加中國空間站的飛行任務(wù)開始學(xué)習(xí)中文。由于目前中國空間站還處于建造階段,我國會隨著任務(wù)進程來開展國外航天員的選拔和聯(lián)合飛行的有關(guān)工作。
至于中國空間站是否會與美國方面展開合作,他表示,目前阻礙在于美國自身。早先中國曾邀請過美方專家到中國載人航天設(shè)施參觀,但后來美國《沃爾夫法案》禁止美國航空航天局和中國政府開展航天合作,所以中美兩國之間的航天合作中斷至今?!?/p>