中国航天器进驻空间站,空间站是如何建造的?

2021-04-30 13:10:06 作者: 中国航天器进

神舟七号称得上是继中国航天员首次进入太空后,我国载人航天飞行的一座新里程碑。尤其是技术跨越比较大,为突破出舱技术,科研人员在短期内研制出了第一件舱外航天服,重新为飞船轨道舱增加了气闸舱功能,并在太空应用获得成功,验证了气闸舱的相关技术。气闸舱是航天人进出空间站的“安全中转舱”,神舟七号任务也为空间站气闸舱的研制奠定了基础。

空间交会对接

当今航天领域最为复杂的技术之一,是建设空间站必须走出的关键一步

2011年11月3日1时36分,一场曼妙的太空之舞在距地球343公里的轨道上演。两位“舞者”,是中国两个航天器:天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船。12把对接锁准确启动,上千个齿轮和轴承同步工作,天宫与神舟牵手相拥,开始12天的“双人太空之舞”。中国成为世界上第三个掌握自动空间交会对接技术的国家。

2012年6月18日下午,在太空飞行的天宫一号迎来首批航天员访客。3位航天员乘坐神舟九号飞船通过自动交会对接入驻。6月24日,从天宫一号撤离的神舟九号,再向天宫一号追赶,最终由航天员刘旺手动控制,再次与天宫一号对接成功。这意味着载人航天三大基础性技术中的最后一项——空间交会对接技术已被全面掌握。

空间交会对接技术是当今航天领域最为复杂的技术之一,对接规模大、技术复杂、风险多,是建设空间站必须走出的关键一步。

“不突破和掌握空间交会对接技术,建设空间实验室、空间站的设想,都只能是空中楼阁。”周建平说。空间交会对接是开展载人航天活动必须突破的重要基本技术。载人飞船的主要用途是为空间站提供运输服务,所以必须攻克空间交会对接技术,这样才能把航天员和所需物资及设备运到空间站上,并让飞船长期停靠在空间站上。

按照“一次飞行验证的是方案的正确性,全面性一定要通过多次的飞行来验证”的要求,3艘飞船和目标飞行器被用来验证自动、人工的交会对接技术。通过神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船3次飞行和天宫一号的多次交会对接,充分验证空间交会对接技术,保证未来空间站人员和物资的可靠运送、补给。

周建平说,从总体方案上讲,如果按照国外当时用的飞船和飞船对接,看起来简单,但是飞行成本高。做3次交会对接,需要发射6次飞船。我们研制了目标飞行器,要进行N次交会对接,我们发射N+1个航天器就行,减少发射次数,降低成本。让一个目标飞行器支持多次交会对接,这是中国独创。

载人航天工程航天员系统专家介绍,11名航天员出色地完成了6次载人飞行任务,航天员队伍总体实力增强。“人是载人航天的主体,将来走出地球寻找新的家园也是人类,所以要持续关注人的健康保障问题。”

到2016年完成的神舟十一号任务为止,已实现航天员中期驻留目标,使得我国航天员在轨驻留时间大幅延长,相关生活、工作和健康保障以及航天员执行飞行任务的能力得到有效验证;初步建立起面向长期飞行任务的支持体系和保障机制,为建造和运营空间站奠定了坚实的基础;为空间站阶段长期有人参与开展空间应用和技术试验积累了宝贵经验。

周建平提及,往太空运送物资的成本非常高,进行物资循环利用并提高物资循环利用率,是世界载人航天关注的重大技术问题。

通过新的技术支持,中国航天员在空间站的补给将得到更好保障。此前航天员生存所必需的水和氧气由航天器直接带入太空。为了让航天员实现更久的在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系统,进一步提高对水和氧气的循环利用水平,既减轻太空运输系统的负担、降低成本,同时也使人类在太空的生存能力进一步提升。

正是在具备一系列关键技术和基本能力后,中国空间站打下了扎实的“太空地基”,从而初步实现了梦想。

记者手记

空间站新起点

仿佛千里跋涉,一步一步执着前行,中国人在太空“筑巢”的梦想终于化为现实——中国空间站的核心舱已然在我们头顶环绕地球而飞。不久以后,还会有航天员入驻这个更新、更宽敞、更舒适、更强大的“太空之家”。不知道星光璀璨的“夜晚”,在深邃的太空酣然入梦,是怎样的一种体验?

能够徜徉太空,靠的是攻克一道道技术难关,靠的是好奇心与实干。空间站是中国载人航天工程“三步走”发展战略的第三步,看似水到渠成的每一步,背后则是一个个梦想与智慧、追求与勇气交织的故事。扎扎实实的每一步,背后是不甘人后、自立自强的进取精神。人们感叹前辈们的远见,感佩创新者的精神。

这是对几代人艰苦拼搏的回报和勉励,也将激发我们对更广阔世界的想象、对更辽远深空的探索。对无止境的宇宙探索来说,空间站是一个新起点,在追逐梦想的路上,让我们向着更美好的未来,继续奔跑!

这在技术上提出了新的挑战。例如目标飞行器要具备载人的能力,而且要具备在轨道上比较长时间飞行的能力。天宫一号的表现证明,这个挑战能够成功应对。天宫一号除了完成交会对接以外,与飞船相比,它可以给人提供访问、工作、生活的支撑能力。当飞船和目标飞行器对接以后,航天员可以进到这个目标飞行器里面生活和工作一段时间,包括进行科学实验。

专家介绍,就空间交会对接任务而言,从总体方案到具体实施,具体到交会对接机构、测量和控制技术,都是自主研发。例如,交会对接核心的对接机构相当复杂,由数百个传感器、上千个齿轮、数万个零件组成。当两个航天器上的对接机构互相牢牢锁紧,形成一体后,要在两个飞行器之间建立能供航天员通过的密不透气的通道。对接机构真正打通了航天员的生命通道,航天员通过这个通道进入天宫。

自此,天地往返、太空出舱、空间交会对接这三大载人航天活动基本技术,已被全部掌握,对中国航天员来说,已经能在近地轨道自由出入,建造空间站也具备了基本条件。

太空补给

空间站货物运输系统,解决了空间站建造和长期运营所需的太空货物运输问题

2017年9月22日,我国首艘货运飞船天舟一号在地面控制下,从300多公里高度的轨道逐渐下降并向地球接近,最终进入大气层烧毁,顺利完成了5个月的“太空快递”使命。