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第二弹!天舟刚发货,太空搬家开始,“‘天天’合体”让航天员们“拎包入住”

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上观新闻 2021-05-29 21:50
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在经历技术原因推迟发射之后,我国空间站的“第二弹”29日晚终于发出!“天舟二号”货运飞船今天20时55分许刚刚在文昌由长征七号遥三运载火箭发射,即将率先与等着它的“天和”核心舱实现对接,进行物资输送和燃料补加等。

整整一个月前,白日焰火刚划过天际:4月29日,长征五号B运载火箭也在海南文昌发射场升空,它搭载的中国空间站首舱——“天和”核心舱,近日已成功进入交会对接轨道。

此次“‘天’‘天’合体”之后,神舟系列载人飞船计划年内进驻天宫。另外,两个实验舱还将在核心舱的两侧“如虎添翼”,形成一个“十”字形状的空间站架构。

所谓“兵马未动、粮草先行”,对于空间站来说,随着此番货运飞船顺利“发车带货”,这场囊括几室几厅的“太空搬家”正式开始,只为中国航天员们届时轻轻松松“拎包入住”。

【十字架构,在轨组装】

当前,在这个我国载人航天工程的全新阶段,真正的空间站可为航天员提供长期居住环境,支持航天员在轨驻留、载人和货运飞船对接停靠。预计到2022年底,空间站在“土方到位、物资齐全”的情况下建造完毕,我国也将成为全球唯一拥有独立空间站的国家。

你记得吗,早在2011年9月29日,先导试验型的空间站“天宫一号”就在酒泉卫星发射中心成功发射;时隔5年,2016年9月15日,“天宫二号”也于酒泉卫星发射中心成功发射。其实,天宫一号、二号可谓单舱型的空间实验室性质,已经结束验证各项关键技术的历史使命。今年新上天的天和核心舱和问天、梦天两大实验舱,以及多次神舟载人飞船发射,多次天舟货运飞船发射,才能真正建起大型“天宫”。

如果把空间站建设比作一次大搬家,为什么不是“拉一串车皮”一次性搞定呢?带着“逐梦航天”社会实践团奔赴文昌的上海交通大学航空航天学院常务副院长、博导吴树范,告诉解放日报·上观新闻记者,“天宫”这样的空间大站不可能一次性发射,而是多次发射不同舱段,“完成十字形架构的过程,是一个系列组装程序。”

目前在轨的天和核心舱,正是空间站长期驻留舱室的最核心舱段,也是“十”字最中间的枢纽。吴树范教授介绍,它留有四五个对接口,比如左右两翼将对接实验舱,前后方向则将分别对接货运飞船、载人飞船等,陆续完成在轨组装。同时,核心舱还预留着备用的对接口,保证更大的“发展空间”,具有较大的升级改造潜力。

吴树范曾在欧洲宇航局航天技术研究中心担任资深研究员,工作期间参加国际空间站货运飞船设计。这项8国发起的人类空间建筑奇迹,美国、俄罗斯、加拿大、日本以及欧空局等都参与其中。从1998年首次发射算起,前后共有十多个国家参与,经历几十次“拼装”才告完工,仅美国航天飞机就执行了超过10次带舱段飞行任务。

【太空新家,15年包住】

解放日报·上观新闻记者了解到,“逐梦航天”社会实践团中,来自空天学院、船建学院力学系、机动学院、电院相关专业的近40名学生,在专业教师指导下,对空间站进行比较研究。第一代空间站是单舱结构,只有一个对接口,比如苏联的礼炮1号到5号、美国天空实验室等;第二代仍是单舱,两个对接口,如礼炮6号、7号等;第三代则为多舱的积木式结构,比如和平号空间站,以及我国的天宫空间站等;第四代也是多舱,属于桁架结构和积木式的“混血”结构,典型就是国际空间站。

若将舱段结构视为“房型”,那么搬入各个房间如何布局空间,就是统一协同的“一盘棋”。吴树范认为,之前天宫一号、二号,只是单次交会对接,两个航天器全力配合就好;而新的天宫空间站不仅是多次交会对接,还不止两个目标,而是多个点位的交会对接,在不同飞行方向、不同姿态位置上实现对接,对飞行控制提出更多更高要求。此外,建设空间站的一次次“搬家”,还需要大推力火箭技术、航天员天地往返技术、出舱活动技术、推进剂在轨补加技术等核心技术加持。

作为中国人在太空的新家,天宫空间站具有机动能力,可实施变轨,能支持3名航天员长期在轨驻留,寿命在经过在轨维修后可达15年左右。不但如此,如有需要可以将天宫空间站“扩容”成更大版本,比如搭配光学舱段共轨飞行,实现对巡天太空望远镜的便利维护。

值得注意的是,长期使用后的机械应力、材料磨损撕裂等结构老化、轨道空间的微型陨石或太空垃圾碎片等,都会造成空间站“减寿”。去年8月,仍在服役的国际空间站美国舱段出现了空气泄漏,在空间站驻守的3名航天员被紧急集中到俄罗斯舱段。不可否认,国际空间站已迈入性能逐渐退化的“老年期”。

“国际空间站原本计划2020年就退役,但各国同意它延迟退休,到2024年正式报废。”吴树范表示,“经过这两年间一系列建设过程,到2025年时,中国天宫将成为全人类、全地球唯一长期驻留太空的在轨空间站。”

栏目主编:徐瑞哲 本文作者:徐瑞哲 文字编辑:徐瑞哲 题图来源:新华社 图片编辑:徐佳敏 内文图片来源:上海交大

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