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在四大名著《西游记》中,有一出家喻户晓的故事:美猴王孙悟空“大闹天宫”,吓坏了玉皇大帝和王母娘娘。我国古代神话故事中的天宫,正是神仙们在天上居住的宫殿。
遥望浩瀚星空的古代人也许不会想到,千百年后的今天,我们即将建造自己的“太空宫殿”,迎接航天员入住。它凝聚了我国几代航天人的心血与梦想。
太空宫殿雏形是什么?我们为您详解“天宫一号”。
天宫一号什么模样?
“小胖子”肚内建造小公寓
2009年春晚,“天宫一号”模型登上舞台,正式亮相。它挺着圆鼓鼓的肚子,张开两片“翅膀”,憨态可掬。
这个“大肚子”,就是“天宫一号”的圆柱形实验舱,是将来航天员活动的地方。两片像鸟儿一样伸展的“翅膀”,便是太阳能帆板,能利用太阳光发电,给“天宫”补充能量。
“天宫一号”是在神舟号飞船基础上改装而成。外形上,“天宫一号”比神舟七号飞船腰围粗了一大圈,是个不折不扣的“小胖子”。它是我国当前体积最大、重量最重的航天器,最大直径比“神七”多出近1米,能为航天员提供一个更宽裕的空间。
组成上,与三舱段的“神七”不同,“天宫”由实验舱和资源舱两部分组成。实验舱是密封舱,可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员生存的基本条件,还精心打造了一个15立方米的“小公寓”。资源舱则为航天器提供能源和动力。
中国空间技术研究院载人航天总体部科技委委员杨宏介绍,同为载人航天器,“天宫一号”在载人的可靠性、安全性上,与神舟系列飞船具有相同要求,但载人飞船是运输工具,送航天员在天地间往来,“天宫”则在近地轨道上长期运行,直至最后完成使命才坠落地球。
天宫一号有何任务?
与神八“接吻”迎接航天员
中国载人航天工程副总指挥牛红光介绍,天宫一号飞行的主要任务,是为实施航天器空间交会对接飞行试验、突破和掌握航天器交会对接技术,提供交会对接目标。在两年时间内,“天宫一号”将先后与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船交会对接,迎接航天员短期驻留。
“天宫一号”是目标飞行器,即自身装有被动对接机构,在太空中等待飞船到来,“追上、靠近、贴拢”,实现合二为一。因此实验舱前段用于交会对接的机构,及相应的测量设备,是“天宫”身上最关键的部分,待“神八”上天,它们就将“接吻”。
除此之外,“天宫一号”还肩负组合体的控制和管理任务。据杨宏介绍,此次交会对接任务中,“天宫”与“神八”连成一体后,将合成一个飞行器,届时“神八”便成了跟在“天宫”后头的小弟弟,听“天宫”统一发号施令。
交会对接是世界公认的技术难题,又是建造空间站的必备技术,是必须逾越的关卡。“天宫一号”在两年时间内分别完成与三艘飞船的交会对接,为我国将来建造空间站铺路。
飞天的意义是什么?
为真正的空间实验室探路
“天宫一号”被称为我国空间实验室的雏形,它其实是一个简易的空间实验室。
空间实验室的建立,是为让航天员在太空中做科学实验,通常首先发射一个无人实验室,再发射载人飞船,将航天员送入太空,飞船与停留在轨道上的实验室交会对接后,航天员沿连接通道进入实验室,开展工作。等任务完成,飞船脱离实验室,载航天员回地面。
据我国载人航天工程规划,将在2011年至2015年间先后发射“天宫”三姐妹。“天宫一号”作为先行者,为后续发射的“天宫二号”与“天宫三号”探路,后两者将是我国真正意义上的空间实验室。
杨宏介绍,“天宫一号”此次主要开展空间技术实验,同时相应开展空间科学实验。
杨宏介绍,自“神舟一号”至今,已安排100多项实验,均在几百家科研机构中选出,能在交会对接过程中进行实验是非常难得的机会,在资源、功耗各方面限制非常苛刻的条件下,为开展国内领先水平的空间科学实验,付出了巨大努力。
除进一步掌握空间交会对接技术外,后续空间实验室还将试验飞行器长期在轨自主飞行、载人环境、物品补给等关键技术。
天宫一号未来如何?
两年后退役坠入指定海域
前段时间,美国“卫星失控撞地球”一事备受关注,引发人们对太空垃圾威胁地球的担忧。“天宫一号”结束服役后将何去何从?在前天召开的发布会上,载人航天工程新闻发言人武平首次透露,“天宫一号”服役期满,将坠入指定海域。
“天宫一号”将在约350公里高空,以每秒7.91公里的速度飞行。此前的神舟系列飞船,在太空停留时间均以“天”为单位计算,而“天宫”将绕地球转两年,是我国迄今为止寿命最长的低轨道飞行器。
但与国际空间站长达十余年的使用寿命相比,“天宫一号”的生命就显得短暂。为何不让“天宫”再飞久一些?《国际太空》杂志执行主编庞之浩解释说,“天宫”按空间实验室雏形的标准设计,肩负的交会对接试验任务能在两年内完成,无需延长寿命,以免徒增成本。
杨宏介绍,已设计好离轨控制措施,在“天宫一号”寿命末期,将发出相关指令,让其离开目标轨道,坠落地球,“不会留下太空垃圾,也不会对地面造成影响”。
太空飞行面临哪些危险?
在我国,从没有一个飞行器在天上待那么久。从无处不在的太空垃圾,到随时降临的太阳风暴,各种大考小考,它都将一一面对。在太空飞行的每一天,科技人员都会进行碰撞概率的计算,看看那些散落在太空的“不速之客”,会不会产生威胁。
1遭遇空间碎片概率大
据统计,直径大于1厘米的空间碎片数量已超11万个,小到人造卫星碎片、漆片、粉尘,大到整个火箭发动机。在几千米每秒甚至几十千米每秒的相对速度下,即使与几毫米长的碎片轻微碰撞,也可能对“天宫一号”造成致命打击。
“威胁肯定存在,而且要比我们以往的神六、神七面临得更大!”中国科学院空间中心研究员都亨认为,“天宫一号”体积和重量均大于神舟号飞船,且在轨运行两年,被撞击的概率更高。
“天宫”与“神八”肩负交会对接任务。一旦遇碎片,或“天宫”或“神舟”都需改变原轨道躲避,可能直接导致对接任务无法完成。
都亨表示,如果可以详细且完整地知道每一个空间碎片的轨道数据,那么通过调整轨道躲避撞击就很容易。“但难就难在,目前我们还没有自己的数据来支持。” |
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