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&&&&中国即将成为世界上第三个独立发射组装空间站的国家。&天宫一号&从结构上属于第一代空间站,与上世纪70年代苏联的礼炮号类似。但由于时代进步,&天宫&使用的电子设备、测控技术、环境控制等要领先许多,但仍远无法与和平号、国际空间站等相比。在长征-5号大推力火箭研制成功后,中国有可能在2020年左右开发重达60吨的空间站。
&&&&&天宫一号&有1个模块、1个对接口,使用寿命2年仅为苏联70年代&礼炮&号的1/4。
&&&&前苏联-俄罗斯的和平号太空站在地球轨道上空工作,与月球成为两颗地球卫星。
&&&&空间站是人类为了长期停留太空进行科学研究而制造的航天器,目前人类已经发射了11个空间站,在轨运行的仅有多国合作的&国际空间&。中国在2011年即将发射&天宫&1号目标飞行器,与神州系列飞船进行对接实验,形成中国未来空间站的雏形。
&&&&中国的载人航天计划起步较晚,目前尚未拥有自己的空间站,也没有参加&国际空间站&的合作,不过,中国已经启动了自己的空间站计划,即将在2011年发射&天宫1号&目标飞行器,与之后的神舟系列飞船对接,形成一个小型的实验空间站,作为在建设空间站方向上迈出的第一步,这样有可能使中国继载人航天之后,成为世界上拥有过独立的空间站的第三个国家。
&&&&中国&天宫一号&:试验太空对接
&&&&2005年国务院新闻办公室发布了《2006年中国的航天》白皮书,其中有一段表述值得注意:&载人航天实现航天员出舱活动,进行航天器交会对接试验;开展具有一定应用规模的短期有人照料、长期在轨自主飞行的空间实验室的研制,开展载人航天工程的后续工作。&
&&&&&航天员出舱活动&已经通过2008年9月的&神舟&七号任务完成。而文中提及&航天器交会对接试验&和&空间实验室&等任务,将由&天宫&系列空间实验室和神舟飞船共同完成,明年即将发射的&天宫&1号就是这个系列的第一个目标飞行器,目的是目的是作为其他飞行器的接合点,与其后发射的神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船对接,成为中国首个小型空间站及首个空间实验室。
&&&&CCTV公布&天宫一号&空间实验室实体(应该仅是试验舱部分)
&&&&天宫1号 目标飞行器。
&&&&&天宫一号&是空间实验室的核心舱,它的重量与&神舟&七号相近,都是8吨左右。&天宫一号&的外形为短粗的圆柱型,直径比神舟飞船更大,可以与载人飞船或货运飞船进行交会对接。因为重量和外形都与神舟系列飞船相差不大,因此&天宫一号&可以用&长征2F&火箭的改进型号发射升空。
&&&&&天宫一号&采用两舱构型,由实验舱和设备舱组成。实验舱为圆柱形。根据国外空间站情况推断,实验舱内部会有许多设备柜以安放空间实验设备。在实验舱前端的前锥段***有对接机构,还有交会对接测量设备与通信设备,用于实现与飞船交会对接。设备舱为空间实验室的轨道机动提供动力,并通过两侧的太阳能电池板为空间实验室提供电力。
&&&&&天宫&一号目标飞行器(左)与&神舟8号&(右)对接的想象图。
&&&&&天宫一号&将于2011年发射,使用寿命为两年,之后两年内,中国将相继发射不载人与载人的神舟八号、神舟九号和神舟十号飞船,分别与&天宫一号&完成空间交会对接。神舟十号飞船完成交会对接以后,如果&天宫一号&的寿命到期,将继续发射&天宫二号&目标飞行器,作为后继的空间实验室核心舱。
&&&&&天宫&系列,从目前能够得到的公开资料看,有1号、2号、3号三个目标飞行器,其中1号在明年发射,2、3号在2015年之前顺序发射,这样到2015年的天空,有可能有两个或三个中国的&天宫&空间实验室在运行,&天宫&系列空间实验室不仅只具有实验意义,同时,它的留空时间长、微重力环境等的特点,使它能为我国载人航天工程提供重要的技术试验平台,展开一系列的科研活动,主要包括:地球观测、空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术、航天医学 以及其他领域的应用和试验。
&&&&这些科研活动所取能取得的成果目前还无法判断,不过参考国外的例子,前苏联的&和平号&空间站在研制过程中就发明了600多项可用于其他工业领域的新工艺,而它运行的15年间,其上共进行了一万六千多次科学实验,完成了23项国际科学考察计划。可谓硕果累累。所以我们有理由相信,假以时日,&天宫&也能取得令世人瞩目的成就。
&&&&为了完成&天宫&计划,我国的航天科技需要实现如下的几个突破:交会对接技术,解决飞船在空间实验室上&停泊&以及二者分离的问题;补加技术,解决空间实验室的物质、能量补充问题。要研制不同于目前载人神舟飞船的无人货运飞船;生命保障技术,未来航天员在空间实验室中生活工作是&多人多天&的,其轨道停留时间长度超过以往的神舟任务。必须解决长时间太空停留问题。这对于空气、水、电力、温度控制等提出了更高的要求。
&&&&未来,在&天宫&系列实验空间站的基础上,中国可能会发展规模更大的空间站,有专家称,在长征-5号大推力火箭研制成功后,中国预计到2020年将建成重达60吨的空间站,将由三个太空舱组成,该空间站的计划细节目前不得而知,但可以肯定的是,在&天宫&上进行的各种工程试验、开发的各项技术都将运用在这个技术更先进、规模更庞大、结构更复杂的中国空间站上。
&&&&单模块空间站:空间站的先驱
&&&&从历史上看,前苏联是地球上发射空间站最早和最多的国家,由于登月计划受挫,苏联将精力集中在了发展空间站等其他航天目标上,之后美国也开始发展空间站,继而发展到由多国参加的&国际空间站&。
&&&&截至目前,人类已发射了11个空间站。其中苏联发射8座,美国发射2座,欧洲经美国航天飞机搭载发射1座。根据这些空间站的结构特点和技术水平,可它们分为三代:单模块空间站、积木式空间站,以及桁架挂舱式空间站。
&&&&俄罗斯&礼炮&4号空间站。
&&&&俄罗斯&礼炮&7号空间站有两个对接口,可同时与两艘飞船对接。
&&&&第一代单模块空间站主要包括苏联1971年至1982年发射的&礼炮&1-7号空间站以及美国1973年发射的&天空实验室&。它们的共同特点是由火箭一次发射入轨即可运行的空间站(如果不算与之对接的载人与货运飞船)。受到内部空间的限制,这种空间站一般不长期有人值守,而是短期有人照料。因为礼炮6号和礼炮7号空间站相对大些,也有学者将其归为第二代空间站。它们各有两个对接口,可同时与两艘飞船对接,苏联航天员在站上先后创造过210天和237天的太空生活记录。但我们可以看到,这两个空间站与后来的&和平号&相比还是显得结构简单、任务单一、扩展性差,另外礼炮系列的可靠性不是很好,礼炮1号成员组在返航时遇难,礼炮2号则发生故障未能载人。
&&&&美国1973年发射的&天空实验室&。
&&&&美国的&天空实验室&于1973年发射,是人类迄今向近地轨道发射的人造天体中重量和容量最大而又最复杂的一个。航天员由&阿波罗&飞船接送,分3批共9人,在站分别工作了28天、59天和84天,进行了270多项研究实验,拍摄了18万张太阳活动的照片、4万多张地面照片,还进行了长期失重人体生理学试验和失重下材料加工的试验。日进入大气层烧毁。
&&&&欧洲空间局于1983年发射的&空间实验室&也应属于第一代空间站,它随航天飞机发射升空, 设计使用寿命为10年,可重复使用100次,可乘坐4名宇航员。其上可以进行特殊材料加工、 晶体生长、流体力学、生命科学、大气物理和天文方面的许多实验并获得了满意的结果。
&&&&和平号空间站:服役15年接待135名宇航员
&&&&和平号是苏联/俄罗斯的第3代空间站,亦为世界上第一个长久性空间站。
&&&&宇航员在和平号太空站里工作。
&&&&第二代空间站是&积木式&,&和平号&就是积木式空间站的代表。首个模块于日发射升空,其后至1996年的十年时间之中,其他多个模块相继升空。它首次发射的核心舱重20吨,后来通过多次发射与交会对接,多个功能性舱段分别与核心舱对接,成长为重120吨的大型空间站。和平号可以通过位于核心舱前端的节点舱(带有5个舱口)与多个舱段甚至航天飞机对接。和平号的每个舱段都具有独立运行的能力,仿佛火车中的&动车&车厢,自带姿态控制、电源、交会对接等设备。其好处是一个舱段出现故障不至于殃及其余。坏处是设备复杂,冗余度太高。人类连续在和平号上生存了4592个地球日,曾经接待过多国的宇航员。值得一提的是和平号航天飞机计划,在此期间美国的航天飞机共拜访空间站11次,带来补给以及乘员替换。
&&&&在和平号空间站服务的15年里,先后有28个长期考察组和16个短期考察组在空间站从事考察活动,共有俄罗斯、美国、英国、法国、德国、日本、叙利亚、保加利亚、阿富汗、奥地利、加拿大、斯洛伐克12个国家的135名宇航员在空间站上工作。这些宇航员共进行了1.65万次科学实验,完成了23项国际科学考察计划。
&&&&国际空间站:六国联合开发,仍在建造中
&&&&国际空间站在地球轨道上空工作,太阳能板全部打开时的形态。
&&&&宇航员在国际空间站上工作,图左为新西兰。
&&&&第三代空间站是&桁架挂舱式&。 这一类型空间站的代表是目前仍未完成的国际空间站,它是一个正在低地球轨道建造的国际研究设施,计划由六个国际太空机构合作联合推进,这六个机构分别是:美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大航天局、巴西航天局、欧洲空间局。此外,中国也表达了参与该计划的意向。
&&&&国际空间站模块结构示意图。
&&&&国际空间站的&龙骨&是一根长达108米的主桁架,多个功能舱段与太阳能电池板挂在这根主桁架和非承重桁架上。它可以同时与航天飞机、联盟号载人飞船、进步号货运飞船、凡尔纳号货运飞船等航天器进行对接。在建造工作完成后,国际空间站将会有1200立方米的内部空间,总重量419吨,舱体长度74米,额定乘员7人。
&&&&国际空间站的主要功能是作为在微重力环境下的研究实验室,研究领域包括生物学、人类生物学、物理学、天文学、地理学等。迄今为止登上国际空间站执行任务的宇航员均来自美国和俄罗斯的宇航计划,此外也有来自其他国家的宇航员到访国际空间站,其中还包括五名太空游客。
&&&&国际空间站由于广泛的国际合作,给很多新兴的航天国家创造了参与空间站建设的机会,例如日本为国际空间站提供了&希望号&实验舱,日本女宇航员搭乘航天飞机进入过国际空间站,日本独立开发的HTV无人飞船在2009年为国际空间站输送过物资等。另外印度和韩国也表示了希望加入国际空间站合作的意愿,印度太空研究组织(ISRO)主席奈尔表示,希望加入国际空间站,并表示印度将帮助国际空间站进行乘员运输。
&&&&未来的空间站:科幻电影成真?
&&&&在科幻影视里的轮形空间站,可通过旋转,产生人工模拟重力。
&&&&未来空间站技术的发展趋势是大型化、易维护、自供给(空气、水、食物)、更舒适。
&&&&大型化是多人多天太空工作生活的必然要求。未来空间站不但是空间科学的研究基地,也将成为是深空探测器的出发点。这都要求它具有比现在更大的规模。
&&&&维护性一直是困扰&和平号&与国际空间站宇航员的难题,处理设备故障不但占用宇航员大量时间,也对他们的生命构成威胁。如果未来空间站达到易维护甚至免维护的水平,不但空间站寿命大大延长,宇航员也会有更多时间用于有价值的工作。
&&&&目前国际空间站的食物全靠地面供应,部分水可以靠循环获得,电力依靠太阳能电池板转化。已经展开在空间站上生产食物的研究。如果取得突破性进展,将大大减轻天地运输的压力,未来的载人深空探测也可以运用这种食物生产系统。建设自维系生物圈将是自供给空间站的终极解决方案。
&&&&除了扩大内部空间,模拟重力是使空间站变得更舒适的另一重要途径。设计中的轮形空间站通过绕轴心自转在轮内壁产生模拟重力的感觉。在其中生活的宇航员也少了骨质疏松、肌肉萎缩的困扰。普通人也可以在其中过长时间的太空生活。
&&&&在实际的新空间站计划方面,除了中国的&天宫&计划,欧洲空间局联合了11国集中人力物力,携手研制建设&哥伦布&号空间站和&赫尔梅斯&号航天飞机。&哥伦布&号空间站由4个模块组成,用于进行空间科学实验,&赫尔梅斯&号小型航天飞机往返穿梭于地球与航天站之间,进行人员和货物的运输。
&&&&总的来说,中国即将发射的&天宫一号&从结构上讲属于第一代空间站的范畴,与前苏联的礼炮号类似。由于具有实验的性质,所以仅有1个对接口,容积有限,计划使用寿命很短。但是由于时代的进步,&天宫一号&使用的电子设备、测控技术、环境控制等又比第一代空间站先进许多。如果&天宫&系列能够顺利的实现发射和与神舟飞船的对接的话,中国即将成为世界上第三个独立发射组装空间站的国家。
&&&&综合实力:★★★ (文/赵洋)我知道了,下次不用再提醒
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对本帖发表观点:
作者:发表于: 09:11:09
21世纪10年代后期将是中国式大发展的精彩时刻
作者:发表于: 09:51:58
差距真是不小啊。天宫系列之后,希望我们的新一代空间站直接瞄准最先进技术,建立自己的独立系统和独具特色的先进大型空间站。
作者:发表于: 11:05:18
作者:发表于: 19:11:02
&&&&我喜欢看柯南,一集死一个日本人。我喜欢看死亡笔记,一集死一打日本人。我喜欢看海贼王,一死死一船日本人。我喜欢看火影,一集死一村日本人。我喜欢看奥特曼,一集死一城日本人。我喜欢看2012,30分钟日本岛就没了。
作者:发表于: 20:27:46
&&&&另外印度和韩国也表示了希望加入国际空间站合作的意愿,印度太空研究组织(ISRO)主席奈尔表示,希望加入国际空间站,并表示印度将帮助国际空间站进行 乘员运输。
作者:发表于: 00:15:06
作者:发表于: 07:48:33
作者:发表于: 12:03:53
作者:发表于: 19:01:44 引用:以下是没子弹的弹匣在& 09:11:09&发表的:
21世纪10年代后期将是中国式大发展的精彩时刻还是踏踏实实地好,现在的发展源于以前的积累,打好基础才是关键 个人签名:极左极右都是祸国殃民 作者:发表于: 19:58:38
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&图片加水印
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&图片加水印
仅支持JPG、GIF、PNG图片文件 自1998年国际空间站组建以来,17年后才有了第一个中国实验项目,而全世界能独立发射载人飞船的国家只有中美俄三家。 自2011年美国国会通过对华航天合作禁令的“沃尔夫条款”之后,NASA一直无法与中国在航天领域展开合作,美国甚至在2013年禁止中国科学家参加国际天文学界的开普勒科学会议,虽然此事之后因各国科学家纷纷抗议并抵制会议而允许中国科学家参加,但“沃尔夫条款”也导致了美国航天机构都害怕跟中国打交道。而在更早的2000年初期,中国更是一直被美国排除在国际空间站之外近20年。但是这件事在今年有了些变化,上周休斯敦的私企NanoRacks公司与中国科学家达成一项历史性合作协议,2016年将在国际空间站上为中国进行一项与DNA相关的实验,这将是在国际空间站上进行的第一个中国的实验。而此前的禁令并没有说美国私企不能与中国合作,所以该协议不受此前禁令的影响。 这家总部位于休斯敦的公司致力于为科学家们在国际空间站上的实验提供帮助。根据这项协议,来自北京理工大学的科学家将支付给NanoRacks公司20万美元,该费用包括SpaceX公司火箭发射费用与Dragon飞船的搭载费用,发射后Dragon飞船将对接在国际空间站并由来自非美国宇航局的宇航员操作实验,完成实验后再向地面发回相关科学数据。此次实验将研究太空中各类空间辐射对人体DNA的影响。 据报道NASA对NanoRacks公司与中国的此次合作表示祝福,但在未来也有个很小的可能性该合作会再度被国会禁止。不过这应该是不太可能的,因为是纯商业性的合作,这项实验也根本不可能泄露什么高科技秘密给中国。这次合作将会是与中国在航天领域的持久性合作伙伴关系的开端吗?NanoRacks公司的CEO&Jeff&Manber说:“这次合作具有象征性且意义深远,但也别乐观的太早。”
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成为中关村在线微信好友中国将成太空开发主角:2016年迎来重大阶段
7月15日报道日媒称,中国正在独立实施宇宙空间站开发,将新设用于发射机体和补给船的发射基地。中国还成功地进行了新型火箭发射试验,2018年前后开始正式建设空间站。中国可能在将来代替日本参加的国际空间站(ISS),成为在这个领域的世界主角。
日本《朝日新闻》7月14日刊登题为《中国谋求成为太空开发主角》的报道称,在中国海南岛,6月25日,从休养地一角新设的发射基地发射了新型火箭“长征七号”。该火箭将参与中国版宇宙空间站“天宫”开发等任务,担任今后载人太空开发的主力。
报道称,中国宇宙空间站开发2016年迎来重大阶段。根据中国政府计划,9月,中国将发射“天宫二号”空间实验室,10月发射载人宇宙飞船“神舟十一号”,两者在轨道上进行交会对接。目标是实现两名宇航员在实验室等驻留1个月时间。明年上半年还将发射货运飞船“天舟一号”。
“天宫”空间站的构想是,在主机体上连接载人宇宙飞船,再连接两个实验室。空间站将沿着400公里上空的轨道绕行。3名宇航员每6个月轮流常驻,进行科学实验等。“天宫”空间站将于2022年完成,预计运行10年时间,视维修管理状况也可能延长使用时间。中国将独立拥有与国际空间站十分相似的设施。
报道称,中国还将发射高性能太空望远镜至附近轨道。据称这与美国航空航天局(NASA)等的“哈勃”望远镜性能水平相当,有望对弄清暗物质真相等太空谜题作出贡献。
日本宇航员大西卓哉自本月开始驻留国际空间站。国际空间站于2011年完成,其运行时间原计划是到2020年。响应美国的呼吁,日本和俄罗斯等决定让国际空间站运行至2024年,但之后是否继续运行尚未决定。
报道称,6月中旬在维也纳召开的联合国和平利用外层空间委员会会议上,中国载人航天工程办公室副主任武平表示,中国将推动国际合作,为各国提供开展空间科学实验的机会,并为他们的航天员提供飞行机会。报道称,这可以认为,鉴于国际空间站运行时间将到期,中国表达了推动国际合作的意向。
武平还透露,在推进国际合作方面,中国与联合国外空司签署了协议。据称,双方将探讨进行科学实验、派遣宇航员、联合开发与“天宫”交会对接的设施等。武平还强调,特别希望给发展中国家提供机会。据美国媒体报道,欧洲和俄罗斯已经对合作表现出关注。据称,欧洲航天局(ESA)将探讨向“天宫”空间站派遣宇航员。
报道称,除中国外,俄罗斯也有在2024年以后拥有独立的宇宙空间站的计划。日本与美国一直保持了步调一致,而美国将焦点放在了到30年代实现载人探测火星,没有建设新型太空站的计划。日本现阶段也没有探讨与中国进行合作。(编译/马晓云)
图说: 6月25日20时00分,我国新一代运载火箭“长征七号”在海南文昌航天发射场点火升空,约603秒后,载荷组合体与火箭成功分离,进入近地点200千米、远地点394千米的椭圆轨道,“长征七号”运载火箭首次发射圆满成功。 新华社发
编辑:朱?伟
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&&|&&&&|&&******:010-中国北斗配件取得大突破 一技术为世界首创
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北斗于2000年以2颗卫星小幅起步,建成了具有位置报告和短电文通信等显著特色的北斗试验系统,使我国成为世界上第3个拥有自我卫星导航系统的国家。随后于2012年12月,利用14颗卫星完成了北斗区域系统建设,实现了对亚太地区的连续覆盖,受到ICG认可成为世界四大卫星导航核心供应商之一。
6月16日,国务院新闻办公室发表《中国北斗卫星导航系统》白皮书,在发布会上,北斗系统新闻发言人冉承其称我国计划在2018年前后发射18颗左右的卫星,为“一带一路”的沿线国家提供基本服务,2020年左右要完成全球系统建设。
一说到导航系统大家想到的肯定是GPS,在生活的方方面面都提供了方便,美国的GPS是世界第一个卫星导航系统,全世界占领了大部分市场,但是由于北斗系统的介入和应用,在国内北斗产业的呈现比较良好的局面,去年中国国内关于北斗的产业超过2000亿元,我国目前已完全实现了核心芯片、终端板卡、天线等的自主可控。
美国曾称北斗不行,没有GPS好,技术比GPS差远了,现在中国的芯片已达到了国际最先进水平,可以提高分米级和厘米级,属于世界首创。我们最便宜的芯片已经比国际同类产品还要便宜,最便宜的芯片是十块钱人民币以内。在高精度应用行业,也占领了中国主流市场,比如我们去年的高精度板卡超过了12万片,天线是50万支,分别占了国内30%和90%的市场。
我们到今年4月份,应用北斗技术的终端超过了2400万台,应用北斗作为手机芯片的手机销量已经超过1800万部。还有一个统计,今年一季度,在中国境内出货的智能手机,使用北斗芯片的超过30%。所以大家可以看到北斗的广阔应用前景。
进入21世纪以来,中国综合国力迅速提升,参与全球事务程度不断加深,中国的国家利益、军事利益与人民权益随之跨越国门。中国国家安全的内涵与外延、时空界域比历史上任何时候都更加宽广。导航定位与位置报告能力已成国家安全基本需求。卫星导航到哪里,位置报告就需要到哪里。
现在借助北斗系统,解放军的战斗机、轰炸机、侦察机可以全天候准确的无误的在全球执行任务,再也不用看别人的脸色,北斗可以把海陆空导联系起来协同作战,快速确定自己的所有装备武器人员地理位置,各部队之间紧密配合,发挥做大战斗力。
在一些事关国民经济发展和保障人民正常生活方面北斗的应用也非常重要,如地面移动通信网、电力以及金融行业,民用单频定位精度与GPS相当,使用上具有防欺骗能力,有较高的使用安全性,可以在上述领域大力推广使用。而GPS受美国军方控制,且己具备有多种对GPS民用信号的控制手段,如降低精度、区域关闭等。虽然2000年5月取消了SA政策,但没有承诺对用户的安全使用。
因此,我国在民用领域,特别是关系国家经济安全的领域,使用GPS仍存在较大风险。北斗产业的兴起将帮助提升我国的综合国力,美国GPS在中国的垄断地位将被终结。
美国国家航空航天局的自由空间站计划是国际空间站计划的前身,这个计划最初只是是1980年代美国战略防御计划的一个部分。由于各种原因,俄罗斯只能凭借既有的太空技术优势,成为国际空间站的重要的一员,但目测再规划自己的独立的太空站计划的可能性很小。
目前,美国宇航局与一些公司正紧锣密鼓的研发太空计程车,想要在2017年前恢复向国际空间站的运送能力。然而,目前美国仍不得不以每人6000万美元的高昂代价,用俄罗斯火箭将自己的宇航员送上空间站。
有专家指出,美国太空计程车计划能否顺利进行至今仍是未知数,如果出现俄罗斯突然停止向美欧日租借联盟号宇宙飞船,那么国际空间站唯一的选择是说服中国为他们提供新的支持。
有军事评论员指出,美国是太空战思维的发明者,并一直致力于太空武器化和推动外太空军备竞赛。而现在中国表现出来的太空探索和和平利用热情令美国惶恐不安。
因为中国的技术正在积极追赶中,而且中国雄厚的经济实力也足以支撑这些庞大的探索和开发战略。另外北斗导航系统和亚投行战略已经充分体现出中国的号召力。据悉中国10年内将以天宫为基础建立未来国际上第二个空间站,届时会吸引很多国家加盟而俄罗斯最有可能成为第一个支持者。日本媒体近日称,美国和日本决定将国际空间站的运行时间较原计划延长4年,截止到2024年。
日美相关人士担心,中国可能在2022年成立宇宙空间站,如果国际空间站在2020年停止运行,那么两年后将有许多对太空开发感兴趣的国家接近拥有空间站的中国,就此出现“宇宙版亚投行”,这不仅使中国的影响力增强,还可能导致欧洲等地的军事技术流入中国,中国有可能借这些技术提高自己的太空作战能力。
中国载人航天工程新闻发言人近日透露,将于今年中至明年上半年间,组织实施载人航天工程空间实验室任务,其中预计于今年第三季度发射天宫二号空间实验室,2020年前后完成中国空间站建造任务。
3月11日,全国人大代表、中国科学院空间应用工程与技术中心高级顾问、中国科学院院士顾逸东接受记者采访时表示,即将发射的天宫二号与当前在轨运行的天宫一号都属空间实验室,基本规模差不多,但“与天宫一号相比,天宫二号更为正规。
空间一号主要是作为目标飞行器和神舟飞船进行对接,在这个过程中,交会对接技术得以检验,并成功应用。
在天宫二号上,这些成熟技术就被用来开展包括空间科学和应用的实验。在此基础上,航天员在天宫二号上将驻留更长的时间,同时开展很多科学实验工作,实验的数量和范围比在天宫一号上开展的更多。”
提及天宫一号、天宫二号以及在2020年建造完成的空间站之间的区别,顾逸东介绍说,空间站是一个全新的阶段,天宫一号、天宫二号主要是在多方面发展技术、积累经验,为建造和运行空间站做准备。
他表示,空间站是一个全新的大系统,和空间实验室有非常大的区别。
“空间实验室是单舱段的,8吨左右,用于支持短期有人参与的空间活动。而空间站由三个舱段对接后成为一个组合体,每个舱段都是20吨级。 所以需要发展大火箭,只有大火箭研发成功,才有可能发射空间站的舱段,从而建造空间站。”同时由于航天员在空间站上停留的时间更长,因此他们需要更多的训练、积累更多的经验。
“空间站规模更大,装载有效载荷的能力也比较强,将在轨道上运行十年以上。
所以空间站安排的项目更多,已经确定了若干个科学和应用的方向和主题,涉及空间科学和应用的大部分领域,比如说空间生命科学和生物技术;同时在空间微重科学方面分了几个方向,包括在微重条件下开展流体科学实验、燃烧科学实验,空间材料科学实验、基础物理实验。
此外还有空间天文、空间物理和空间环境研究,以及从太空对地球观测,对地球系统进行研究;还有一些前沿技术实验等。”
至于航天科技推动经济社会发展以及惠及民生之间的关联,顾逸东说,空间科学和应用对推动产业升级、发展新兴产业有重要作用。
他举例说,通过对航天员在太空骨质疏松问题的研究形成的药物和技术,国外已经将治疗药物商业化,用于老年人预防和治疗骨质疏松很有效,我国也有类似的成果转化。此外在空间站上开展的微重力流体、燃烧、材料、生物技术等科学研究,也将为地面许多工业加工过程、高效清洁燃烧、提高动力系统性能、发展新的生物制药、进行材料设计和新材料制备等产业应用和科技发展产生广泛的影响和推动。
全国两会上公布的“十三五”规划纲要草案提出,将深空探测及空间飞行器在轨服务与维护系统作为“科技创新2030——重大项目”六大重大科技项目之一。
全国政协委员、中国载人航天工程总设计师周建平8日接受新华社专访,独家披露了2020年前后建成的中国空间站和今明两年将实施的天空二号空间实验室的任务。
周建平表示,中国计划在2020年前后建成的空间站总体构型是三个舱段,一个核心舱,两个实验舱,每个舱都是20吨级,整体呈T字构型。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。
“中国空间站是可以进一步扩展的,根据空间科学研究和应用的需要,可以对接更多的舱段。”周建平说。
建设空间站的背后,是大型空间设施建造技术的巨大跨越。我国“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。这要求我们掌握大型空间设施的建造技术和运营管理技术,具备大的维护维修升级能力。
“中国空间站的研发,遵循了规模适度原则。这么大的工程,适度规模有利于控制工程的成本,重点突出载人航天的特色,突出发挥人在太空中的作用。中国空间站建成之时,国际空间站将达到寿命末期。”周建平说。
“空间站的神圣使命是,成为太空中的中国国家实验室,支持科学家从事前沿科学探索、空间技术研究和空间资源的开发和利用。最终目的是为全人类造福。”周建平说。
空间站资源十分宝贵,经过科学慎重遴选,空间站上将搭载***包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体、燃烧等十余大类的科学研究实验设施。“材料科学的实验设施设备,能够利用太空微重力环境制备新材料,研究材料的空间使用性能。未来很多研究,孕育在新材料的研发中,具有广阔工业价值。”周建平说,一流的太空实验平台,将为科学家们取得世界级的重大突破提供条件保障。
宇宙之眼:比哈勃视场角大300多倍的巡天望远镜
周建平表示,未来会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。
“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。如果在轨十年,可以对百分之四十以上的天区,约一万七千五百平方度天区进行观测。”周建平说。
这套望远镜,天区和波段覆盖广,像质好,将是中国人的“宇宙之眼”。它可以源源不断地为科学家们研究宇宙学和天文学提供海量的科学数据,为中国科学家站在世界科学前列、做出重大原创性成果提供有力支撑。
“宇宙的构成和演化,暗能量、暗物质、黑洞的研究……我们期待对宇宙学、天文学的基本问题取得重大突破。”周建平说。“中国不是最早进入宇宙空间的,换一个角度理解,反而有后发优势。近年来,信息技术、新能源、自动化和人工智能技术的进步,将综合体现在中国空间站上。”
中国的空间站基于当代最新技术成果设计建造,信息化程度更高、能力更强。“尤其在通信、网络、数据管理和应用等方面,我国的空间站都相当先进。这也得益于当代技术发展和国家科技进步。”周建平说。空间站如此庞大的系统,需要强有力的电力保障。
“中国空间站有两对‘翅膀’——单翼翼展约30米的柔性太阳翼。它们与双轴对日定向机构、高效能锂离子电池等一起,构成了空间站先进、强大的电源系统。”周建平说,这个系统能够为空间站提供可靠、充足的不间断供电。
“目前,地面上太阳能光伏发电,太阳能到电能的转化率一般在百分之十几左右。空间站使用最新研发的太阳能光伏发电系统,转化效率可达30%以上。”周建平说。“一名航天员在舱内操作机械臂,一名航天员在舱外太空行走。无论是舱段转位、大设备的移动,还是航天员自身的移动,都可以通过机械臂完成。”这不是科幻片,而是不久将来的现实。“中国空间站有两类机械臂,长度累计15米。人机配合,让空间站建造维修成为可能。”周建平说。
太空经济:循环利用和高效利用
往太空运送物资的成本非常高,载人航天的发展必须把经济性作为重大、优先问题。“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挑战问题。”周建平说。
中国空间站设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水的方式回收,排泄的尿液也会回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳,将通过化学反应重新生成氧气,这也降低了氧气的补给需求。
提高单位物质的效率是提高经济性的有效手段。中国空间站将采用电推进技术作为空间站轨道维持的动力装置,这将显著降低空间站运行期间的推进剂补给需求。我国也在研究下一代载人天地往返运输系统的发展思路,将瞄准可重复使用的目标,以期进一步降低空间运输的成本,提高效益。
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