中國空間站2022年完成在軌建造,開放標準是什麼?為何提供“共用”?
 
時間:2022年4月18日
嘉賓:​國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員 楊宇光

中國網:2022年4月17日,國務院新聞辦公室舉行新聞發佈會,介紹中國空間站建造進展情況。2022年是完成空間站建造的決戰決勝之年,又恰逢中國載人航太工程立項實施30週年。根據任務安排,今年將計劃實施6次飛行任務,完成我國空間站的在軌建造,未來將轉入為期十年以上的應用與發展階段。中國空間站有哪些特點?未來的開放標準是什麼?為何要提供國際“共用”?本期節目,特別邀請國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光為您解讀。

 

國際宇航聯空間運輸委員會副主席、中國航太科工集團二院研究員楊宇光解讀中國空間站建造。  中國網 楊佳 攝影

 


中國網:中國空間站計劃是在2022年底建造完成並投入運營。中國空間站的整體功能佈局、建設性能等方面具有哪些特點?未來運營的條件是什麼?

楊宇光:關於這個問題肯定要做一下對比了。到目前為止,人類一共有四代空間站,第一代空間站是前蘇聯的“禮炮一號”到“禮炮五號”,以及美國的“天空實驗室一號”。他們的共同特點就是歷史上只有一個飛船或者只有一個航太器造訪。有一種説法是“天空實驗室一號”有兩個對介面,但是從它整個的運營歷史上來看,它都同時最多只對接了一個航太器,只對接了一艘阿波羅飛船,所以他們是第一代空間站。

第二代空間站是前蘇聯的“禮炮六號”和“禮炮七號”,他們最主要的特點是前後各有一個對介面,這樣當一艘飛船帶著乘組去和它對接的時候,乘組在空間站裏面駐留就有機會發射另外一艘貨運飛船去給它送補給,也正是因為這個原因,所以它不斷地打破人類長期在軌駐留的紀錄。

第三代空間站只有一個,就是前蘇聯(建造)、俄羅斯的“和平號空間站”。和平號空間站的特點是採用了模組化的設計,除了前後各有一個對介面以外,它就是在其中一個對介面,我們稱之為一個節點艙,這個節點艙上下左右還各有一個靠泊口,這樣的話“和平號空間站”就有條件在對接一艘載人飛船和對接一艘貨運飛船的同時,還能夠再增加很多的大型艙段。它是由它的核心艙、量子一號實驗艙、量子二號實驗艙、光譜號艙、晶體號艙、自然號艙,還有一個用於對接的小艙——這麼多艙段對接在一起的,也就是採用一種模組化或者説是搭積木的方式來實現的。它整個組合體有100多噸重,被譽為是“人造天宮”,可以説是創造了人類歷史的一個豐碑。

 目前人類的第四代空間站是國際空間站,它的突出特點是採用了桁架挂艙的方式,它有一個108米寬的大的桁架,桁架的兩側有四對太陽能帆板,非常巨大,所有的節點艙都是挂在這個桁架上的,稱之為“桁架挂艙式”的空間站。

 我國的“天宮空間站”比較特殊,它採用了類似于第三代的空間站,也就是“和平號空間站”的模組化設計,一個核心艙和兩個實驗艙是基本配置.這個基本配置甚至規模還不到和平號的一半,但是從技術先進性、指標和功能角度來説它是屬於第四代空間站的,也就是和國際空間站是處在同一水準線上的.原因在於我們“天宮空間站”因為時代的原因,採用了很多更為先進的技術。比如我們在“問天號”艙和“夢天號”艙的尾部有兩對非常巨大的太陽能帆板,而這個帆板也是和國際空間站的大型的帆板一樣。帆板的面能夠用理想的方向來對準太陽,這是我們第四代空間站的一個非常顯著的特點。

我們也採用了很多的局部的先進技術。比如,我們的“天和一號”核心艙是世界上第一個裝備了電推進系統的空間站,其他的包括目前的國際空間站都沒有這麼用,因為電推進系統儘管推力很小但效率非常高,這是我們提高效率非常重要的舉措,也是它的先進性所在。

 剛才已經提到了供電能力和推進,除此之外還有一個是科研機櫃數量。儘管我們的空間站甚至它的規模不到“和平號空間站”的一半,更不要説和超過450噸重的國際空間站比了,但它的效率還是比較高了,尤其是“問天號”和“夢天號”實驗艙入駐以後,等於提供的科研機櫃數量非常多,這等於確實能夠做的科研的工作就更多,這樣既符合我們作為一個發展中國家,儘管是大國,但是我們要有限的經費、有限的投入做這些大科學研究的基本的約束條件。同時,又保證它的先進性,保證它的高效,這樣能夠獲得符合一個航太強國地位的科學的研究的産出,這是我們的定位所在。

 還有一個就希望大家關注的是,等今年年底,或者如果順利的話等我們三艙T字型的構件建成以後,後續適當的時候,我們還會發射一個叫做“巡天號”的實驗艙上天,它是有一個直徑兩米的大型的望遠鏡,它被譽為是“中國的哈勃”。但是它有很多的優點:第一,它跟我們的空間站是共軌運作的,這樣的話不需要像美國那樣去派太空梭維修和維護它,只要適當的時候它和空間站對接,用空間站去維修它就可以了,這樣很大程度上提高了效益,所以它的效益是比較高的。第二,雖然它的口徑是兩米,比哈勃望遠鏡2.4米的口徑要小一點,但是也是因為時代的原因,我們可以採用更先進的感光元器件,所以它的分辨能力也就是拍出來照片的精細程度是和哈勃望遠鏡差不多的,但是它的視場角,也就是拍一次照能夠覆蓋的範圍要比哈勃望遠鏡大很多倍,使我們能夠獲得更大數據量的科研的成果,這個也是我們空間站的一個非常重要的組成部分,未來和我們的空間站共軌運作,應該説會起到這方面的作用。

 中國網:中國已經宣佈為聯合國所有會員國提供使用中國空間站的機會,截至目前已經有17個國家的9個項目成為中國空間站科學實驗首批入選項目。中國空間站的入駐標準是什麼?我們為什麼要提供空間站的“共用”?

 楊宇光:根據《中國航太白皮書》,我們從航太大國建設成為航太強國有很多重要的標誌,其中一方面的重要的標誌就是國際合作,就是我們的航太活動從一開始就把國際合作放在一個非常高的位置,甚至把它作為成為航太強國的重要的標誌。所以,在空間站工程定立之初,也就是1992年設立載人航太工程的時候,我們給空間站的定位就不但是國家級的空間實驗室,也是我們進行科普教育和國際合作的重要的平臺。

你剛才提到的從17個國家遴選的9項實驗競爭是非常激烈的,只有最後這9項實驗入選了。為什麼只有這9項,其實有幾個層面:

第一,它的科學價值要足夠大,剛才提到了一公斤物資上去到空間站比同等重量的黃金還要“貴”好多倍,所以這個資源是非常寶貴的,一定要精打細算好好地利用。所以,一定要有足夠高的科學價值,這是第一個標準。

第二,其實很重要的是它要能夠具備項目實施的可行性。我們的空間站有很多科學研究的機櫃,這些機櫃會給你提供供電、數據傳輸、環境保障甚至真空條件等等各種各樣的條件,但是它是有一定的標準的,也就是你上天要做的科學實驗不可能大規模的改造我的空間站的技術狀態,而是你要適應現有的技術狀態,也就是你的艙內的實驗要能夠適應這些標準的機櫃的介面條件,包括剛才提到的供電數據,數據處理以及機電熱這些介面條件,你要滿足。如果你是艙外實驗,就要滿足艙外的條件,其實我們在艙外也提供了多種不同規格的介面,你要能夠滿足這些介面相應的條件,你能對上去,你能夠傳輸數據,我能給你供電。

第三方面,無論你是艙內做的科學研究實驗還是艙外的研究實驗,你不能影響空間站本身的運作和安全,這也是非常重要的一個原則。有些實驗是有一定危險性的,你就必須要考慮有足夠多的安全措施來保證,就不會影響到主任務。

未來,這個大家已經看得到的,其實這方面聯合的實驗會持續開展下去。其實最早我們的載人航太工程一開始就做了很多的國際合作,包括我們的神舟飛船還沒有天鏈中繼衛星以前,我們利用歐空局他們的地面測控站的資源來提高我們的測控覆蓋率,到了神舟八號甚至我們和德國有一個聯合的生物試驗箱SIMBOX進行聯合的科學實驗等等。過去做得非常多了,現在其實我們的條件比過去更好了.隨著我們空間站建成以後,我們的貨運飛船定期運送補給過程中,就會有各種各樣科學實驗的設備也會上行到空間站.無論是裝在艙內,還是裝在艙外,就可以開展這些方面的科學研究,最後把成果帶下來。

當然這只是第一個層級最容易實現,會被最頻繁的看到的這一類的國際合作。還有另外三個層級,包括國外乘組乘坐我們神舟飛船的來訪,包括國外航太器的來訪,以及包括國外的艙段作為我們一個永久的部分等等這樣一些級別的合作。

 中國網:網友比較關注的一個話題是,中國空間站建成並運營之後,我們何時會迎來第一位外國航太員?外國航太員入駐中國空間站的標準和條件是什麼?

楊宇光:前不久歐空局在它的網站上公佈了一些和中國載人航太領域開展合作的資訊,其中就包括你説的歐洲的航太員要來訪我們的空間站。而且現在比較湊巧,過去按照我們的慣例都是航太員飛天前,我們才把他的名字正式向全社會公佈,我們已經形成了這樣一個慣例。但是有一個比較例外的情況,就是航太員葉光富,葉光富是這次神舟十三號的乘組。葉光富在之前參加歐洲組織的航太員訓的一個洞穴的探險訓練,他因為參加這次公開活動,他就是我們比較少見的在飛行任務前,他的身份就公開了。葉光富參加歐洲的訓練,這是我們已經在合作的。包括歐空局的兩位航太員,一位是德國的男航太員馬提亞斯·毛瑞爾,他現在正在國際空間站執行飛行任務。還有一位馬上就要上天的義大利的女航太員薩曼莎·克裏斯托佛蕾蒂,他們就是前些年都參加了我們在山東組織的航太員的訓練。而且令我比較驚訝的是,他們後來在接受媒體採訪時是用中文接受採訪的。所以,我們可以看到,等於是他們已經在做積極的準備。當然最後是不是這兩個人那可不一定,那麼就是根據歐空局和我們載人航太辦公室的安排來定了,也許在飛行前才會公佈這樣的安排。

從航太員的訓練和要求來説,我認為不會有太大的差別,當然我覺得更大的可能性,他們是作為一個載荷專家或者任務專家,或者説作為訪客來參與我們的飛行任務,當然他們肯定也要被訓練,要具備一定的飛船的駕駛能力。所以,無一例外,國外的這些任務專家和載荷專家,他們雖然不駕駛飛船,但是他們也都經歷了相應的訓練,在必要的情況下,也是能夠承擔相應的角色,就等於是確保整個飛行任務能夠可靠、能夠安全的回家。

 中國網:空間站完成在軌建造標誌著我國航太技術發展到新高度,是中國從航太大國邁向航太強國的重要標誌。這是否意味著我國已經邁入航太強國行列?

楊宇光:嚴格意義上來説,其實從一個航太大國成為一個航太強國是有非常多的方面的標準的,並不是你完成了單一的一件事就可以成為航太強國了。

對標看一下,過去冷戰時期形成的兩個航太強國美國和前蘇聯,他們在航太的各個領域,無論是火箭的發射,無論是衛星的功能,無論是載人航太還是深空探測,他們都做了非常多的工作,有非常輝煌的成就,所以我們的航太強國它並不是説單一一個指標,或者單一的一個項目能夠確定我們就成為航太強國的。當然在這些領域我們都做到了,那肯定就變成一個航太強國了。

確實就像你問的這樣,在載人航太領域,我們空間站的正式的建造和正常的運營,我個人認為會成為未來航太強國的非常重要的一個標誌。當然其他領域,講一點我個人的觀點,比如説我們的火星探測器“祝融號”著陸在火星以及“嫦娥五號”實現了人類第一次在月球軌道的無人交會自動對接,以及“嫦娥四號”探測器在月球背面軟著陸,而且我們的“玉兔二號”成為在月球工作時間最長的月球車。這幾件事,我個人認為從相應的領域來看已經達到了航太強國的標準。

但是我們應該看到,我們畢竟還有很長的路要走,我們在很多的方面,比如在空間科學領域,無論是美國還是歐空局它都有非常多項目,有非常豐富的成果,這個方面我們還有很長的路要走。儘管這些年我們已經有了很多空間科學的衛星,但是確實從經驗的角度還是不如人家積累那麼多。所以,我們的航太強國也不是一蹴而就的。

中國網:期待我們探索太空的腳步更強更快,早日實現航太強國的目標。

楊宇光:是這樣的。

 

 

(本期人員:編導/主持:裴希婷;圖片:楊佳;攝像:董超、王一辰;後期:劉凱;主編:鄭海濱)

 

< 閱讀全文 >
< 收起 >
來源:中國網
(本期人員:編導/主持:裴希婷;圖片:楊佳;攝像:董超、王一辰;後期:劉凱;主編:鄭海濱)
網站無障礙