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專家解讀“天宮一號”目標飛行器(圖)

新聞中心-中國網 news.china.com.cn  時間: 2011-09-26  發表評論>>

 專家解讀“天宮一號”目標飛行器(圖)

天宮一號模型

  在對接時,需要兩個航太器的軸線在同一條直線上,並且相對速度要接近0。這個難度是非常大的,因為兩個航太器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車,要讓它們的距離必須一直保持在1米左右,這是非常不容易做到的。

  在剛剛過去的2009年的春節文藝晚會上,給人印象最為深刻的節目之一莫過於我國自主研發的“天宮一號”飛行器模型閃亮登場。隨著我國航太技術水準的不斷提高,太空空間站也逐漸揭開了神秘面紗。

  “天宮一號”目標飛行器設計重量為8噸。根據規劃,中國將在2010年發射。“天宮一號”實際上是空間實驗室的實驗版。之後,我國將發射神舟八號。“神八”是一艘無人的神舟飛船,與“天宮一號”進行無人自動對接試驗。2015年前,我國將再陸續發射“天宮二號”、“天宮三號”兩個空間實驗室。

  中國為什麼要耗費大量的人力和財力建造自己的空間站?對這個問題,北京大學地球與空間學院焦維新教授告訴《北京科技報》:“造船是為了建立空間站,建站是為了科學實驗,這就是我國自主建立空間站的原因。”飛船在太空飛行一般是在一週左右,它所能進行的科學實驗無論是從內容還是時間上都是有限的。只有空間站可以長時間的在太空中運作。這樣,我們就可以做各式各樣的科學實驗,還有進行太空産品的開發研製。”

  中國工程院院士張履謙表示,空間站是航太事業發展的一個必然趨勢,它代表了一個國家的航太國力。如果我們現在不去掌握這項技術,等到需要使用空間站時再來建造就會落後了。

  “‘天宮一號’建成後,可以用來進行科學實驗、生産、太空觀測、偵察、在太空中儲備物質等多種用途。在對地觀測方面,當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時,空間站上的航太員可以及時調整遙感器的各種參數,以獲得最佳觀測效果。”

  除此而外,中國科學技術大學地球和空間科學系胡友秋教授認為,“天宮一號”的建立可以為我國帶來很大的經濟價值。比如在太空育種方面,就可以培育出很多各種各樣的蔬菜,對農業會有很大的好處;在工業方面,還可以製造出在地球上製造不出來的材料;另外,還有導航,比如GPS定位可以大大方便人們的出行,但是如果不借助空間站就無法實施。

未來國家計劃航太任務

  張履謙院士告訴《北京科技報》,空間實驗室的建立,簡單來説,就是通過各個宇宙飛船的組裝對接而成的。“天宮一號”也是如此,我國在未來計劃要發送神州八號、神州九號、神州十號,然後把這三個飛船與“天宮一號”進行組裝對接,這就形成了一個小型空間實驗室。而要想實現飛船的對接,首先就需要有大型的火箭能夠把重量很大的飛行器發送到太空中,還有就是需要具備人們長期在空間站生活的設施,以及解決火箭對接的問題。

  焦維新告訴記者,空間實驗室就像是一座空間大廈,是在太空軌道上逐步組裝起來。當各種部件在地面上設計完成以後,借助大型的運輸工具,也就是能夠進行大運載的火箭把大的部件送入到太空,這是地面研製技術。還有組裝技術,包括比較實用的機器手,因為大的部件是無法靠人使用的,需要使用機器手。

  焦維新説,建設“天宮一號”空間實驗室最關鍵的部分就是“空間交會對接”技術。兩個或兩個以上的航太器通過軌道參數的協調,在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上,通過專門的對接機構將兩個航太器連接成一個整體。實現兩個航太器在太空交會對接的系統,稱為交會對接系統。

  焦維新説:“我國現在還沒有實現飛船的空間交會對接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飛船正在進行這方面的實驗。而我國的空間交會對接技術也是一個逐漸完善的過程。不僅是一次對接,還需要二次對接。在對接時,需要兩個航太器的軸線在同一條直線上,並且相對速度要接近0。這個難度是非常大的,因為兩個航太器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車,要讓它們的距離必須一直保持在1米左右,這是非常不容易做到的。”

  焦維新告訴記者:“國際空間站的構造屬於橫架式結構,也就是説在距離大氣層300-400公里以外的空間上有一個大梁,在這個大梁的有些地方可以接太陽能帆板,在一些地方建造各種實驗艙。”“天宮一號”也是選擇在距離大氣層300-400公里以外建立。

  我國目前研製的“天宮一號”採用的是兩艙結構,分別為實驗艙和資源艙。實驗艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航太員的生存條件,用於航太員駐留期間在軌工作和生活,密封的後錐段安裝再生生保等設備。實驗艙前端安裝一個對接機構,以及交會對接測量和通信設備,用於支援與飛船實現交會對接。資源艙為軌道機動提供動力,為飛行提供能源。

  目前,“天宮一號”雖還處於研製階段,但張履謙院士表示,總體説來,“天宮一號”裏的配套設施一般必須包括氧氣呼吸裝置,廢氣吸收裝置,防止空間的輻射照射裝置以及宇航員長期生活具備的各種條件。其中産生動力的推力艙、生活艙、實驗、介面等都是空間站上比較重要的裝置。

  若要在“天宮一號”裏工作和生活,還要考慮應對各種緊急突發事件的發生。其中包括氧氣裝置故障,或控制陀螺失靈,甚至連廁所不能用都能稱為是大問題。所以在建造時需要考慮到各種緊急應急措施。像國際空間站,一直都有個聯盟號飛船在為它保駕護航,如果空間站出現問題,它可以進行維修,還可以接宇航員回到地球。太空梭的拉動力系統可以定期為空間站加速,使空間站一直在自己的軌道內運作。如果氧氣裝置出現了問題,還可以運用制氧的原料自己制氧。

  “‘天宮一號’只是我國空間站建設的起步,今後我們會慢慢建設大型的空間實驗站,預計大體要花上一二十年的時間,等到2020年預計我國的空間站就可以逐步完成了。”張履謙説到。

文章來源: 北京科技報 責任編輯: 海芋
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