• 中国迈向空间站时代!
    2021年4月29日,长征五号B遥二运载火箭搭载着中国空间站天和核心舱飞向太空,中国空间站建设首战告捷!此次发射任务成功,标志着中国空间站在轨组装建造全面展开,为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。

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      ▲北京时间4月29日11时23分,中国在文昌航天发射场用长征五号B遥二运载火箭发射空间站天和核心舱。 中新社记者 骆云飞 摄

      2021年4月29日11时23分,搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火升空,约494秒后,天和核心舱与火箭成功分离,进入预定轨道,12时36分,太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射任务取得圆满成功。此次发射任务成功,标志着中国空间站在轨组装建造全面展开,为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础!

      天和核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段,主要用于空间站统一控制和管理,具备长期自主飞行能力,可支持航天员长期驻留,开展航天医学、空间科学实验和技术试验,起飞质量22.5吨,是目前我国自主研制的规模最大、系统最复杂的航天器。

      后续,天和核心舱将先后迎接天舟货运飞船和神舟载人飞船的访问,在全面完成空间站关键技术验证后,与问天实验舱、梦天实验舱实施交会对接,完成空间站三舱组合体在轨组装建造。

      ▲文昌航天发射场工作人员庆祝天和核心舱发射任务取得圆满成功。解放军报记者 李一叶摄

      参加此次发射任务的运载火箭及天和核心舱,分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院和中国空间技术研究院抓总研制。这是长征系列运载火箭的第367次飞行。(中国军网 记者霍雨佳) 

    我国空间站建造进入全面实施阶段

    ▲制图:梁 晨 来源:中国军网

      4月29日11时23分,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道,任务取得成功。习主席代表党中央、国务院和中央军委致贺电,高度评价这次发射任务圆满成功的重大意义,向载人航天工程空间站阶段飞行任务总指挥部并参加天和核心舱发射任务的各参研参试单位和全体同志致以热烈的祝贺和诚挚的问候。

      习近平在贺电中指出,建造空间站、建成国家太空实验室,是实现我国载人航天工程“三步走”战略的重要目标,是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程。天和核心舱发射成功,标志着我国空间站建造进入全面实施阶段,为后续任务展开奠定了坚实基础。希望你们大力弘扬“两弹一星”精神和载人航天精神,自立自强、创新超越,夺取空间站建造任务全面胜利,为全面建设社会主义现代化国家作出新的更大的贡献!

      空间站天和核心舱的发射,是中国空间站建设的新起点。从1992年中国载人航天工程立项以来,党中央作出实施载人航天工程“三步走”发展战略——从发射载人飞船,发射空间实验室,到如今开始建造空间站。近30年来,中国航天人奋力走过的每一步,都在为今天的空间站建设任务作铺垫。

    “专属列车”长征五号B运载火箭

    ▲图源:中央电视台新闻中心

      作为专门为载人航天工程空间站建设研制的新型运载火箭,长征五号B全箭总长约53.7米,一次能送超过22吨的载荷,是目前中国近地轨道运载能力最大的火箭。作为运送空间站舱段的“专属列车”,长征五号B运载火箭具有很多“独门绝技”。

    一级半直接入轨

      长征五号B运载火箭采用一级半构型,是目前世界在役火箭中唯一一级半直接入轨的火箭。这种设计简洁的系统,使火箭无需进行级间分离、高空发动机启动等动作,降低了故障发生的概率,提高了可靠性。为了实现一级半入轨,长征五号B运载火箭助推器配置液氧煤油发动机,一级火箭配置氢氧发动机!扒庋鹾鸵貉趺河土街址⒍楹闲纬傻幕,决定了能够构造出一级半直接入轨的火箭,而且火箭的固有可靠性天生就高!背ふ魑搴臖运载火箭总体副主任设计师李平岐说。

    “量身定制”整流罩

      长征五号B火箭的整流罩长达20.5米,直径5.2米,躺下有一节动车车厢那么长,竖起来有6层楼那么高,差不多占了全箭长度的五分之二,是迄今为止我国最大的火箭整流罩。这样的设计,是为天和核心舱“量身定制”的。作为中国目前最大的航天器,天和核心舱长16.6米,最大直径4.2米,起飞质量22.5吨。装进火箭整流罩里,像坐进了飞机的头等舱一样舒适。

      体积越大就意味着整流罩在分离时的弹性变形越大,所需要的分离能源越大。6层楼高的整流罩采用流线型的冯•卡门曲线外形,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷影响,分离也更安全可靠。

    “零窗口”发射技术

      由于后续实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ要与核心舱通过交会对接,在轨进行组装,所以要求火箭“零窗口”发射。交会对接好比在太空“穿针引线”,失之毫厘可能差之千里,此时空间站舱段就要消耗燃料来变轨满足对接要求,造成能力的损失。加上长征五号B运载火箭是低温火箭,实施“零窗口”发射相比常温火箭难度大得多。

      为了解决这个问题,研制团队对箭上控制系统迭代制导方案进行了优化改进,实现了起飞时间与预定时间的误差不超正负1分钟,也就是说,只要在这个两分钟里点火起飞,火箭到达的都是唯一的终点。火箭可以在飞行过程中修正这一时间偏差,将空间站轨道舱精准送入原定目标位置,从而为分秒必争的交会对接任务争取出宝贵的时间,助力空间站舱段在太空中实现顺利“牵手”。

    “天地运输走廊”正式搭建 

     ▲长七火箭 图源:中国运载火箭技术研究院

      继长征五号B运载火箭跑出“第一棒”后,长征七号运载火箭和长征二号F运载火箭将接力发射货运飞船和载人飞船,这将是我国航天历史上首次呈现多型长征火箭执行同一任务的情况。这三型火箭将共同构建起我国载人航天工程的“天地运输走廊”,在“十四五”期间携手实施多次飞行任务,助力中国空间站在两年内建成。

      按照规划,2021—2022年,我国将接续实施11次飞行任务,包括3次舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的任务目标。

    “天和”是空间站最核心、最重要的组件

    ▲在珠海展览亮相的中国空间站“天和”核心舱1:1模型 图源:央视网

      核心舱是空间站最核心、最重要的组件。据载人航天工程办公室主任助理季启明介绍,天和核心舱将统一控制和管理空间站组合体,统一保障载人环境,具备支持交会对接、乘组长期驻留、航天员出舱等能力,支持开展空间科学实验。

      天和核心舱长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,主要用于空间站的控制和管理,具备长期自主飞行能力,内部空间有50立方米,3倍于天宫二号空间实验室的航天员活动空间,可以满足3名宇航员在轨长期驻留和开展科学实验,能保障航天员的日常生活起居、就餐、在轨锻炼等一系列活动,甚至可以实现空间站与地面的双向视频通话和收发电子邮件。

      核心舱包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分,3个对接口和2个停泊口。对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站;停泊口用于两个实验舱与核心舱组装形成空间站组合体,另有一个出舱口供航天员出舱活动。

    中国空间站核心元器件100%自主可控

    ▲中国空间站示意图。来源:中国军网

      中国载人航天工程总设计师周建平介绍,中国空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱3个舱段。其中,天和核心舱是未来空间站的管理和控制中心。问天实验舱、梦天实验舱均作为支持大规模舱内外空间科学实验和技术试验载荷支持舱段。同时,问天实验舱还作为组合体控制和管理备份舱段,具备出舱活动能力;梦天实验舱则具备载荷自动进出舱能力。

      中国空间站三舱飞行器依次发射成功后,将在轨通过交会对接和转位,形成“T”构型组合体,长期在轨运行?占湔咀榻ㄍ瓿珊,体量将达到100吨,组合体在轨运行寿命不小于10年,并可通过维修维护延长使用寿命。

      建成后的中国空间站到底长啥样?中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰曾经打过一个形象的比喻:如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,而空间站就是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。

      由我国自主建造的中国空间站实现了产品、部组件和原材料的全部国产化,关键核心元器件100%自主可控。目前在中国空间站共安排13个科学实验柜,预计可滚动实施近千项实验项目。

      航天五院专家将中国空间站的五大工程目标概括为:一是建造并运营近地空间站,突破、掌握和发展大型复杂航天器的在轨组装与建造、长期安全可靠飞行、运营管理和维护技术,提升国家航天技术水平,带动相关领域和行业的科技进步,增强综合国力。二是突破、掌握和发展近地空间长期载人航天飞行技术,解决近地轨道长期载人航天飞行的主要医学问题,实现航天员长期在轨健康生活和有效工作。三是建成国家太空实验室,发展具有国际先进水平的空间科学与应用能力,开展多领域空间科学实验和技术试验、空间应用以及科普教育,获取具有重大科学价值的研究成果和重大战略意义的应用成果。四是开展国际(区域)合作,为人类和平开发和利用空间资源作出积极贡献。五是以在轨服务、地月和深空载人探测需求为牵引,试验和验证相关关键技术,为载人航天持续发展积累技术和经验。

    12名航天员将先后入驻空间站

    ▲航天员执行天宫二号任务期间用餐画面 来源:中国军网

      中国载人航天工程总设计师周建平表示,在空间站的关键技术验证和建造阶段,会安排4次载人飞行任务,每次飞行乘组是3名航天员,他们将执行空间站技术验证、建造以及科学实验的任务,乘组的驻留时间根据任务安排,长期在轨将达到3至6个月。在空间站的常态化运行中,3名航天员作为一个乘组长期飞行,乘组定期轮换。轮换期间,最多可有6名航天员同时在空间站工作,完成交接后,前一个乘组乘坐载人飞船返回地球。

      中国载人航天工程办公室主任郝淳在接受采访时透露,将在5月和6月,分别实施天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船的发射,其中神舟十二号载人飞船上,航天员乘组有3个人,他们将在轨驻留3个月。目前,共有4个航天员飞行乘组在同步开展训练,其中神舟十二号飞行乘组已经完成了绝大部分的任务训练,即将转入任务强化训练阶段,后续的飞行乘组也都按照计划开展各项训练。

      过去,我国航天员基本上都是从空军飞行员里选拔的,主要的身份角色是驾驶航天器。为了满足空间站阶段的各项要求,在第三批航天员选拔过程中,丰富了航天员乘组的类型,增加了工程师和载荷专家这两类航天员。

      郝淳表示,9月和10月将分别实施天舟三号货运飞船和神舟十三号载人飞船的飞行任务!捌渲猩裰凼庞3名航天员,他们将在轨驻留6个月。今后,6个月的驻留就是航天员乘组在轨的常态!

      2022年,我国将全面进入空间站在轨建造阶段,一共规划6次飞行任务,包括两次空间站舱段问天、梦天的发射任务,还包括两艘货运飞船和两艘载人飞船的发射任务!罢饬剿以厝朔纱捕挤直鹪赜3名航天员乘组,在轨驻留6个月左右!

    17国正式确认参加中国空间站科学实验

      ▲航天员杨利伟乘坐神舟五号载人飞船绕地球飞行期间,所拍摄的太空作品《地月同辉》来源:中国军网

      太空是人类共同的财富,航天事业也是人类共同的事业。中国的空间站是开放与合作的空间站,早在2018年,中国便宣布邀请联合国各成员国参与未来空间站的空间科学应用国际合作。

      中国载人航天工程办公室主任郝淳介绍,空间站工程实施以来,我国先后和联合国外空司等一大批国家和地区的行业机构,开展了广泛的交流和合作,涉及的领域包括航天技术、空间科学研究与应用、航天员选拔训练等各个方面。

      截至目前,我国与联合国外空司围绕着利用中国空间站开展应用合作签署了合作协议,还对外征集了第一批合作项目。郝淳说:“已有17个国家参与进来,正式确认参加中国空间站的科学实验。后续中国还将和联合国外空司继续征集后续批次的合作项目!

      郝淳表示,未来,还会有外国航天员参加中国的航天飞行,在中国的空间站进行工作和生活,一些外国航天员已经为参加中国的航天飞行开始学中文。

     

      综合整理自:新华社、中国新闻网、央视网、中国军网等媒体

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