2022年4月16日,神舟13号成功返回地球,全国上下举国欢腾。然而真正的胜利才刚刚拉开序幕,神舟14、神舟15的六名乘组人员随时待命,只等飞往宇宙了。乘组此行的目的是为了建设我国的国际空间站——天宫1号。天宫一号是我国自主研发的国际空间站,也是世界上第二个空间站。
我们很难不将它与老大哥,国际空间站进行对比。根据天宫公布的大小等数据,对比国际空间站后,我们可以发现,国际空间站能够容纳13个人,而天宫1号却只能容纳6人,这到底是为什么呢?难道是因为我们技不如人吗?
航天之父、火箭理论奠基人、现代航天学奠基人之一——康斯坦丁齐奥尔科夫斯基,在1903年出版的世界上第一部喷气运动理论著作,《利用喷气工具研究宇宙空间》里提出了近地轨道站的设想和空间站的方案。
空间站是一种可以绕地球近轨道长时间运行,并支撑人类的活动工作的航天器。虽然它不具备推进或者着陆功能,但是它容积大、载人多、寿命长,利用程度比较高,是人类在太空的重要基地。
1957年10月前,苏联发射了世界上第一颗人造地球卫星“斯普特尼克”,拉开了宇宙探索的序幕.
随后随着科技进步,建设空间站、探索太空已经成为了全世界人类的共同目标之一。现如今,全世界已经发射了12个各种类型的空间实验站,或者是空间站,其中11个已经退役,只剩下国际空间站一个正在在轨运行,将于2024年退役。
而我国永久性空间站天宫1号,计划将于2022年前后建成,并投入使用。2024年后,我国的空间站将成为世界上唯一的空间站。
天宫的建造计划如期进行,2021年的4月29日,我国的天和号核心舱发送成功,并且顺利入轨,中国空间站建设大幕就此开启。
紧接而来的是天舟2号货运飞船的成功发射,并顺利完成了对接。在2021年6月7日,长征2号F遥12运载火箭,成功发射了神舟12号载人飞船,并将三名宇航员送入天和核心舱。9月16日,神舟12号载人飞船撤离空间站组合体。
随后长征7号遥四运载火箭,成功发射了3号货运飞船,与天和核心舱以及天舟2号组合体完成交接。10月16日,长征2号F遥13运载火箭成功发射了神舟13号载人飞船。将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入了天和核心舱。4月6日神舟13号成功返回地面。
天宫1号空间站的完全建成已经指日可待,作为世界上在轨运行的第二个空间站,我国空间站又有着什么样的特点呢?
我国的空间站大约在180吨,设计寿命不小于10年。空间站基本结构有三个,一个核心舱和两个实验舱,每个舱段都是20吨级,三舱组合体质量约为66吨。
空间站整体呈T字型结构,核心在中间。其中实验舱一与和实验舱二,分别连接于两侧。核心舱用来控制整个空间站组合,两个实验舱分别用于生物、材料、微重力流体以及基础物理等多方面的科学实验。
核心舱是空间站的中枢系统。除了控制整个中枢系统的飞行姿势、动力性能、载人环境,还是航天人员的生活起居室。
根据统计,在空间站内航天人员的活动空间在110平方米左右,就像是一个三室两厅的房子。空间站提供3个对接口,支持载人飞船、货运飞船以及其他飞行器的对接与停靠,额定乘员3人,短期可载6人。
从这些数据上来看,中国空间站似乎还没有多年前修建的国际空间站来得好,首先,国际空间站大约在423吨左右,而我国的空间站仅仅只有180吨,不仅质量比国际空间站来得小很多,可容纳的人数也远远比不过国际空间站,国际空间站最多可以容纳13人,但我国最多仅能容纳6人。
既然要将两个空间站进行对比,那就不得不再提一下国际空间站的建造史了。在20世纪90年代,随着太空竞赛的结束,国际航天局之间开始了合作模式。
1998年美国国家航天航空局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研发开发机构、加拿大国家航天局、欧洲航天局以及巴西航天局,6家航空机构启动了国际空间站合作计划。同时,美国、俄罗斯联合了欧洲航天局的11个国家以及日本和加拿大,巴西等共16个国家联合分工,建设了国际航天站。
从参与的国家与人数来看,可以毫无疑问地说,国际空间站是历史上最大的国际科技合作项目,也是最为雄心勃勃的太空探索项目。
国际空间站的的设计寿命为10年到15年,1998年11月20日主体核心舱发射开始实行计划,到2011年完成所有的组件安装,国际空间站开始了正式的运行,它由6个实验舱、1个居住室、3个节点舱构成。
有十六个国家参与建造,并且空间站还要供6个国家使用,从参与建设的国家和使用的目的来看,国际空间站的体型与容纳人数是十分不合理的,从平均下来每个国家宇航员的人数和可使用面积来看,这个空间的大小和可容纳人数其实已经很小了。我国空间站的建造主要是自己国内设计、自己制造、自己使用。这样还能够容纳6人,已经十分不容小觑了。况且,除了体积够大,我国航天站的科技实力,和空间布局也比国际空间站得好了不少。
国际空间站存在着许多问题,首先是由于各国之间的技术差异,空间站的各个部分无法融合,达到空间站运行效果的最大化。其次是空间站系统过于的庞大和复杂,使它在维护上付出了巨大的代价。
而我国的空间站,注重系统集成设计,追求整体的效果,能够最好的发挥空间站的整体效能。且我国自主研发的空间机械臂、物化再生生保技术、大面积柔性太阳翼技术等等,都是全新科技,能够给宇航员提供更便于操控的设备以及更好的环境。
总体来说,我国空间站,麻雀虽小五脏俱全。从建造成本和应用的效果来分析,这是符合我国国情的理性选择。目前,也有许多外国的宇航员在努力学习中文,准备到中国的国际空间站进行工作,这也从另一方面说明了中国航天技术值得信赖。
让我们一起期待着空间站的建成,也希望大家不要盲目地对比数据,有时候不一定是要大的、多的才好,适合自己的才是最重要的。
参考文献:
[1]王翔,王为.天宫空间站关键技术特点综述[J].中国科学:技术科学,2021,51(11):1287-1298.
[2]沈海军.中国空间站的价值与优势[J].科学新闻,2021,23(04):24-27.
[3]黄希.总设计师详解中国空间站天和核心舱[J].太空探索,2021(06):16-21.
[4]翟万江.披荆斩棘三十载 长驻九天耀星辰——中国自主创新建设空间站纪实[J].中国科技产业,2021(05):66-69.DOI:10.16277/j.cnki.cn11-2502/n.2021.05.033.
[5]本刊编辑部.“天和”核心舱入轨 中国空间站进入建造阶段[J].中国航天,2021(05):12-21.
[6]况杰.天宫梦将圆——中国实施“天宫”空间站计划的意义[J].科技与金融,2021(03):47-48.
[7]景海鹏,辛景民,胡伟,邓一兵,郑南宁.空间站:迈向太空的人类探索[J].自动化学报,2019,45(10):1799-1812.DOI:10.16383/j.aas.c180565.
[8]林鲲鹏. 空间站长期运营总体任务规划与仿真方法[D].国防科学技术大学,2014.
[9]周建平.我国空间站工程总体构想[J].载人航天,2013,19(02):1-10.DOI:10.16329/j.cnki.zrht.2013.02.003.
[10]王玮,肖成龙,姜思朋,李大涛,胡道庆.火化过程中二噁英类污染物减排技术研究[J].环境污染与防治,2006(10):786-787 795.
作者:小果 校稿编辑:小宛