中国空间站在轨组装建造科普资料集锦(暂用标题)

夏天

<p class="ql-block">中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道</p> <p class="ql-block">空间站天和核心舱发射任务取得圆满成功</p><p class="ql-block">2021年4月29日11时许,搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空,随着天和核心舱与火箭成功分离,进入预定轨道,之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射任务取得圆满成功。此次发射任务成功,标志着中国空间站在轨组装建造全面展开,为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。</p> <p class="ql-block">空间站核心舱图片</p> <p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">目标任务</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">名称标识</p><p class="ql-block">名称</p><p class="ql-block">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:</p><p class="ql-block">载人空间站命名为“天宫”,代号“TG”;</p><p class="ql-block">核心舱命名为“天和”,代号“TH”;</p><p class="ql-block">实验舱Ⅰ命名为“问天”,代号“WT”;</p><p class="ql-block">实验舱Ⅱ命名为“梦天”,代号“MT”;</p><p class="ql-block">货运飞船命名为“天舟”,代号“TZ”。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">基本组成</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">核心舱</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">实验舱</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">货运飞船</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">发射该飞船的是新研制的长征七号运载火箭。</p><p class="ql-block">航天员</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">未来舱段</p><p class="ql-block">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,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。</p><p class="ql-block">空间实验室</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">天宫一号</p><p class="ql-block">“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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">天宫二号</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">空间站建设动态</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">价值意义</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。”</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p><p class="ql-block">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。</p> <p class="ql-block">空间站天和核心舱完成在轨测试验证</p><p class="ql-block">央视新闻客户端</p> <p class="ql-block">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。(总台央视记者 王刚 邓孟 肖建军 保石)</p> <p class="ql-block">未完待续</p>