核心舱、新飞船,来了

2020-10-12 14:18
学苑创造·C版 2020年9期
关键词:实验舱返回舱神舟

主持:棉花糖

5月8日13时49分,中国新一代载人飞船试验船返回舱成功降落地面,试验船飞行任务圆满成功,这标志着中国空间站在轨建造任务即将拉开序幕,空间站时代的中国载人航天工程正阔步向前。

那么,我国空间站和新一代载人飞船有哪些新特点?让我们一起去了解吧!

空间站核心舱:控制中枢兼“太空之家”,宽敞舒适有Wi-Fi

中国空间站由“天和”核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ这三个主要舱段构成。其中,“天和”核心舱全长16.6米,直径4.2米,重约22吨,是未来空间站的指挥控制中心。航天员的生活起居都在这里进行,在这里还将开展一定的空间科学实验和技术试验。

核心舱由节点舱、小柱段、大柱段、资源舱和后端通道组成。后端通道可供航天员出入货运飞船。

除了最末端的货运通道用来对接飞船外,最前端的球形节点舱还有4个对接机构:前面和底部的对接机构用来对接载人飞船,旁边两个则对接实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ。节点舱顶部还有一个出舱口,供航天员开展出舱活动。

也就是说,无论是货运飞船还是载人飞船,未来都需要停靠在核心舱上,其重要地位显而易见。

为了让航天员在太空中的长期生活能够更加舒适,核心舱在设计上相较过去有了很大的突破。核心舱上供航天员工作生活的空间大约有50立方米,未来加上两个实验舱后,整体能够达到110立方米。此外,空间站还为每个航天员配置了一台平板电脑,除了可以连接舱内设备进行工作和监测,还可以连Wi-Fi上网。

中国空间站:寿命长,轮换勤,科学实验条件好

我国空间站任务寿命将达到15年左右,可供3名航天员长期在轨驻留,半年一轮换;可供6人短期驻留10天左右,以便交接班。

空间站长期在轨稳定运行、航天员长期驻留,对我国航天器的研制技术提出了新的要求。此前,我国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天,那时,航天员生存所必需的水和氧气可以由航天器直接从地面搬到太空中。而想让航天员实现更久的在轨停留,就要使用“再生式生命保障”等技术来保障物资供应。其中部分技术已在“天宫二号”空间实验室上进行了初步的验证。

除了保证航天员的长期驻留,空间站本身的在轨寿命也需要技术手段保障。在提高产品寿命的同時,设计师们还攻克了一系列难关,使空间站60%~70%的设备都可以维修,并为航天员开展维修工作提供了便利。

这一系列突破将大大提升空间站的空间科学研究能力。从航天医学、航天生物学,到微重力流体物理学,十多个方向的科学研究已经“安排”上了。舱外还设置了暴露平台和大型载荷挂点,支持开展暴露实验。

新一代载人飞船将兼顾深空探测任务

我国新一代载人飞船将同时兼顾近地轨道任务和更远的深空探测。深空探测任务返回地球的速度更快,对飞船的结构和防热性会带来更大的考验。

研制团队采用了全新的防热材料和防热结构,耐热能力相当于“神舟”飞船的3~4倍。在返回再入控制上,也会保证落点精度,保证过载不超过航天员的承受范围。此次发射还要验证更加安全的“群伞+气囊”着陆方式,以及飞船可重复使用的相关技术。

此次发射返回后,研制团队将对飞船的状态进行评估和分析。验证关键技术后,飞船将转入到全系统的研制和功能验证,为最终的载人飞行作准备。

新一代载人飞船能载货又能载人

过去,“神舟”飞船一次可以运载3名航天员,而新一代载人飞船的目标则是达到6名航天员。同时,新一代载人飞船还可以运货。比如3名航天员乘坐时,还可搭载约500千克的货物。

我国此前的“天舟”货运飞船虽然拥有很大的上行运输能力,也就是能将货物从地球运输到空间站,但不具备将货物从空间站带回地球的能力,而这一能力在未来的空间站时代极为重要。譬如,在空间站上开展微生物实验的样本,或在太空制造的产品,需要带回地面上,以做更好的研究。这时,新一代载人飞船“带货”回地球的能力就派上大用场了。通过灵活配比,新飞船将与“天舟”货运飞船互补,便于后续任务的组织安排。

新一代载人飞船将实现可重复使用

新一代载人飞船采用了“返回舱+服务舱”的两舱设计,将大部分有价值的产品都集中放在返回舱内,这样一来,当返回舱着陆地面后,飞船上大多数的设备就都可以进行重复使用了。

跟“神舟”飞船相比,新飞船的外层防热材料不再采用跟飞船整体一体的设计,而改用可拆卸的模式,目的也是为了每次飞行完成后方便更换。再加上气囊缓冲的落地方式,可以更好地保护飞船本身不受损坏,保障飞船的再次使用。

新一代载人飞船研制团队将力争实现返回舱可重复使用10次,从而降低成本。

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