中国空间站思想汇报(全文)

下面是小编为大家整理的中国空间站思想汇报(全文),供大家参考。

中国空间站思想汇报(全文)

中国空间站思想汇报

 

 前面提到, 8 月底发射的天宫一号、 及之后的天宫二/三号属于小型单体空间站。

 天宫系列的主要任务是进行技术研制和积累, 为实现中国载人航天工程的第三步战略——在 2020年前后建立长期、 大型空间站作准备。

 那么中国 2020 大型空间站的初步规划是怎么样的? 规模有多大? 它与前苏联和平号、 及现在的国际空间站相比又有什么特点?

 中国空间站的未来畅想 2020 大型空间站的组成和特点

 中国 2020 大型空间构型图, 根据目前规划, 2020 大型空间站由 1 个核心舱、 2 个实验舱组成, 加上神舟载人飞船及货运飞船, 共 5 个模块。

 在先后掌握了载人飞船和货运飞船、 空间对接与航天器长时间自主运行、 航天员中期驻留等技术后, 中国将在 2017 年以后开展大型、 长期有人照料的空间站的建设工作, 预计2020~2022 年建成。

 但目前没有对 2020 大型空间站计划的详细介绍, 官方只公布一些简单的介绍。

 由 1 个核心舱、 2 个实验舱组成 空间站主要舱段将使用新一代的长征五号运载火箭发射, 因此质量限制大为放宽, 空间站将由 1 个 21 吨核心舱和 2 个 20 吨级实验舱组成, 总发射重量超过 60 吨。

 空间站核心舱长18.1 米、 最大直径 4.2 米, 分为节点舱、 生活控制舱和资源舱, 是航天员的主要活动场所, 也是空间站的管理控制中心。

 核心舱的节点舱段拥有 5 个对接口, 用于对接实验舱和载人飞船,是空间站的联系枢纽, 另外在资源舱尾部还有一个对接口, 用于对接货运飞船。

 两个实验舱长度均为 14.4 米最大直径 4.2 米, 是开展空间实验的主要舱所, 也可供航天员临时生活, 其中实验舱 I 还有部分控制功能。

 各舱段具备自主飞行能力 类似于苏联的和平号空间站, 中国的空间站各个舱段均为独立的航天器, 具备自主飞行能力, 这种设计增加了舱段本身的设计制造成本, 从技术上说要逊色于国际空间站的设计。

 国际空间站俄罗斯的主要舱段具备自主飞行能力, 但美国、 欧洲和日本的舱段使用航天飞机运输并交大型机械臂安装, 本身没有自主飞行能力。

 美国设计的 CBM 通用对接机构也更为简单, 省去了自主飞行控制和精密对接机构的成本。

 不过从另一方面来说, 具有自主飞行能力的航天器舱段虽然设计制造上较为复杂和昂贵, 但避免了 使用航天飞机这种复杂而昂贵的天地运输工具,降低了整体的建设成本。

 人类三个大型空间站对比

 前苏联和平号空间站拥有量子 1 号和量子 2 号、 晶体、 光学和自然舱共 5 个功能舱, 外加核心舱总质量约 130 吨, 是中国未来空间站的 2 倍。

  国际空间站拥有 15 个加压舱段, 外加桁架、 4 个大型太阳能电池翼以及其他设备总质量达到了空前的 400 吨以上。

 人类历史上前后有前苏联和平号空间站、 国际空间站两个大型、 长期有人照料的空间站。

 前苏联和平号空间站 和平号空间站是前苏联载人航天的巅峰之作, 拥有量子 1 号和量子 2 号、 晶体、 光学和自然舱共 5 个功能舱, 外加核心舱总质量约 130 吨, 是中国未来空间站的 2 倍。

 但由于和平号使用较老的多舱空间站设计, 布设太阳能电池翼上存在诸多不便, 致使电力供应从来没能满足实验舱的需求。

 为此, 苏联解体前设计了和平 2 号空间站, 与此同时, 美国也开始规划自由号空间站(后被国际空间站取代)

 。

 两者都是航天飞机建设的大型桁架式空间站, 通过大型桁架充分满足电力供应和非加压载荷的挂载需求。

 国际空间站 前苏联解体后, 此前美苏的太空争霸转变为合作, 美俄决定联合建造国际空间站, 同样使用桁架式空间站设计。

 国际空间站规模庞大技术先进, 不过整个系统也极为复杂并且建设极为依赖美国航天飞机。

 国际空间站拥有 15 个加压舱段, 外加桁架、 4 个大型太阳能电池翼以及其他设备总质量达到了 空前的 400 吨以上。

 国际空间站具有分属美、 俄、 欧、 日的 4 个大型试验舱, 可以满足各类空间科学、 天文与对地观测以及空间生命科学和航天医学需求。

 中国未来空间站属于“小字辈” 中国在 2020 年前后建成的大型空间站核心舱和两个试验舱总计约 60 多吨, 加上 1 艘 8 吨级的神舟飞船和 1 艘 13 吨级的货运飞船也不过是 80 多吨, 这个质量不仅小于目前 400 多吨的国际空间站, 也小于早已再入坠毁的约 130 吨的和平号空间站, 甚至不如美国当年的空间实验室重。

 尽管在规模上有所不足, 不过中国空间站舱段性能上并不逊色。

 而且中国的空间站仅需要长征五号发射 3 次即可完成基本建设, 不会陷入国际空间站那样早期 10 年大多数时间用于建设空间站以至于空间科研成果聊聊的尴尬。

 对比国际空间站的规模, 中国自主建设独立运行的空间站上两个实验舱足以满足多数空间科学实验的需求。

 未来中国多项空间科学尤其是天文观测项目将以空间站为载体实施。

 波音 747-400 客机、 国际空间站、 和平号空间站与中国规划中的未来空间站同比例比较。大型复合式空间站功能全面, 同时也意味着建造开支、 周期与风险的成倍增加。

 和平号空间站经历苏联解体风波, 历时 10 年方才完工, 国际空间站则经历了更多的拖沓, 两者实际工程进度都比最初预计落后严重。

 但中国未来空间站则相对简单, 仅需 3 次发射即可完成建设, 贯彻了 经济至上的原则。

 中国空间科学研究水平较为落后

 中国航天工业最早也是起源于东风 4 号、 东风 5 号远程、 洲际导弹的研制。

 图为早期长征2 号运载火箭发射, 这枚长征 2 号火箭箭体直接采用东风 5 号洲际导弹, 而此时东风 5 号尚未完成研制。

 空间站的主要作用是基础科学研究 在谈到载人航天工程时, 有一点是常常为人所忽略的, 这就是我们建造空间站、 发射载人飞船的目的究竟是什么?

 在载人航天发展之初, 军用是首要目的, 美国和前苏联都曾设想过或实际应用过载人飞船进行对地成像、 电子侦察。

 但随着技术的进步, 照相和电子侦察及其它军用航天任务都可以由无人卫星去完成, 载人航天逐渐演变成美苏之间展示国力的政治性竞争。

 在前苏联解体后, 美苏合作建设国际空间站, 载人航天的主要目的已转变为基础科学性质的空间科学研究, 主要是在空间站上进行前沿的空间科学实验。

 中国空间科学研究水平较为落后 说到空间站项目的实际科学应用, 中国空间科研的落后和能力的匮乏是无需讳言的。

 中国工业基础薄弱工业水平较低, 自身工业发展缺乏发展高端基础科研的需求。

 这种形势下中国缺乏对基础科学研究的投入, 同时长期以来缺乏对基础科研价值的认识。

 空间科学研究作为耗资巨大而收效缓慢的领域很难得到投资。

 载人航天项目开始前, 中国利用少数卫星进行了 空间环境探测, 如空间物理探测的实践一号和实践四号。

 此外还利用返回式卫星进行了空间生命科学、 空间材料科学、 空间微重力科学、航天新技术等一系列实验, 但多为返回式卫星的富余能力搭载、 规模有限。

 在空间天文上, 第一颗专用天文卫星硬 X 射线调制望远镜提出十多年但命运多舛直到今年才立项。

 可以说中国空间科学研究不论是空间环境探测还是空间天文, 或是微重力条件下的空间材料、 空间生命和航天医学的研究上, 对比发达国家都相对落后, 尤其是相关载荷设备的技术水平有很大差距。

 中国空间科学在人员上也有很大缺口, 2007 年国防科工委系统工程一司副司长张伟接受访谈时提到“空间科学研究人员数百人, 与国外相比, 队伍规模明显偏小”。

 中国航天工业首要满足国防需求 制约中国空间科研发展的另一个障碍是中国航天工业曾长期由国防部门分管, 长期以来主要满足第二炮兵的需求, 一直到现在航天工业首要的目标也是满足国防需求, 对军事任务毫无关系的空间科研项目兴趣寥寥。

 而进行科研的中科院等系统本身资金有限而且更倾向投入自己掌握的项目, 因此中国空间科研的落后也就不足为奇了。

 空间站为中国空间科学发展带来契机

 神舟三号搭载的空间材料多工位晶体生长炉, 开展了二元/三元半导体材料、 金属/非金属合金及非晶合金材料制备及其相关工艺的研究, 为开发新型材料提供了理论依据。

 神舟、 天宫拥有更好的搭载能力 载人航天工程的启动, 为中国追空间科学研究赶发达国家先进水平提供了 一个很好的契机,因为载人飞船、 空间实验室比起返回式卫星有着更好的搭载能力。

 在神舟一号到神州六号飞船任务期间, 中国以空间探测和空间科学实验为中心开展了数十项科学课题研究, 进行了以高层大气为主的空间环境探测, 对地观测、 空间天文观测, 还进行了 以空间材料科学、 空间生命科学和微重力流体物理学为主的数十项课题研究。

 神舟二号的 γ 射线探测、 神舟三号的多工位晶体生长炉、 神舟四号的微重力流体物理实验室都取得了不错的成果。

 神舟七号任务期间除了 进行了 出舱行走, 还进行了伴星一号飞行实验和固体润滑材料空间暴露试验。

 可以说, 载人航天中的空间科学实验扩展了中国空间科研范围,提升了空间科研水平。

 另外, 神舟八号飞船任务中还将包括中国载人航天项目的第一个国际合作项目 SIMBOX,这个空间微重力生命科学实验项目里中德科学家合作将进行 17 项实验, 天宫二号任务期间还将进行国际合作的 POLAR 探测项目, 用于 γ 射线偏振测量。

 中国在航天领域的优势是载人飞船、 运载火箭等航天器技术较为成熟, 并有较为充裕的资金保障。

 所以, 利用航天器平台优势来展开国际合作, 是提升国内空间科学研究水平的一条捷径。

 由于外太空辐射强烈、 温差变化激烈, 航天器结构老化速度很快, 所以国际空间站计划于2020 年退役。

 国际空间站退役为中国带来契机 受政治因素影响, 美国一直拒绝中国参与国际空间站项目, 空间科学项目对外交流合作也受到限制。

 但国际空间站将在 2020 年退役, 中国未来空间站却计划于 2020 年建成, 这一时间上的巧合也带来了契机。

 美国在布什总统时代曾决定 2014 年左右放弃国际空间站, 而国际空间站要到 2011~2012年才能建成, 届时欧洲和日本的实验舱只使用了 几分之一的设计寿命而已, 更不要说他们发展的货运飞船无处可去。

 现任美国总统奥巴马因此决定延长国际空间站寿命到 2020 年, 但这个时间点恰好与日本和欧洲设想的首次载人飞船发射时间冲突, 欧日的载人飞船以后飞向何处去,将是个有趣的话题。

 不管国际空间站是否进一步延寿到 2025 甚至 2028 年, 由于舱体的老化, 中国 2020 年后建立的空间站都将是一个很有竞争力的空间科学研究平台。

 在手握核心资源的条件下, 中国可以进行更广泛的国际合作, 在合作中也将得到更多的实际利益, 神舟八号的 SIMBOX 项目将是中国载人航天工程国际合作的开端。

 结语 中国运载火箭专家、 工程院院士龙乐豪在接受采访时曾表示, 中国航天战略发展的原则是安全第一、 可靠为要、 经济至上, 航天发展要具备可持续性。

 可以说, 中国载人航天工程很好地贯彻了 这些原则。

 按照目前规划, 中国 2020 大型空间站仅有 3 个舱段, 总发射质量 60 多吨, 与目前总发射质量 400 多吨的国际空间站相比, 实属小字辈, 甚至不如前苏联在上世纪 90 年代建成的和平号空间站。

 但中国的空间科学研究水平较为落后, 目前来看, 60 吨级的空间站是够用的。

 在国际空间站退役后, 中国空间科学将迎来很好的国际合作契机, 未来再发展出一个规模适度、注重应用的载人航天系统是可以期待的。

中国空间站思想汇报

 

 中国空间站与国际空间站有哪些不同

 国际空间站是由美国、俄罗斯、欧洲宇航局、日本和加拿大等国家联合建造的空间站。自 1998 年发射空间站之后,在过去二十多年里,他是人类唯一运行的在轨空间站。随着2022 年 6 月 17 日,长征 2F 遥十二火箭托举神舟十二号载人飞船点火升空,历经 6 小时 32 分钟飞行后神舟十二号与天宫空间站完成对接,顺利将三位航天员送入太空,也就标志着 20 年来国际空间站垄断地位的终结。那么空间站有着怎样的发展历程?中国空间站和国际空间站又有哪些区别呢? 空间站( spacestation )是一种近地轨道长时间运行,可供多名航天员寻访、长期工作和生活的载人航天器。随着科技的发展空间站可分为以下几代:

 第一代空间站:特点是单模块、一个对接口(礼炮 1 1 号、礼炮 炮 2 2 号、礼炮 3 3 号、礼炮 4 4 号、礼炮 5 5 号)。

 第二代空间站:特点是单模块、两个对接口(礼炮 6 6 号、礼炮 炮 7 7 号)。

 。

 第三代空间站:特点是多模块、积木式结构(和平号空间站)。

 第四代空间站:特点是多模块、桁架结构和积木式的混合 结构(国际空间站)。

 01 第一代空间站 礼炮系列空间站由苏联建造,其中礼炮 1 1 号是人类的第一个

 空间站。这个系列的空间站在 1971 年到 1985 年间服役,其间 一 共 发 射 了 1 号 至 7 号 , 分 为 民 用 的 DOS(DurableOrbitalStation)型和军用的 Almaz 型。礼炮 2号、3 号和 5 号空间站便属于军事用途的 Almaz 型。除礼炮系列中的 1 号到 5 号空间站外,第一代空间站还包括美国天空实验室,他们都只具有一个对接口。

 礼炮 1 1 号空间站是苏联首个太空站,也是人类历史上首个太空站,于 1 1971 年 4 4 月 9 19 。

 日发射升空。苏联曾想借由联盟—10号运送太空人进入礼炮 1 号,不过由于泊接机件问题,联盟—10 号并没有成功。随后,苏联派出第二艘太空船联盟—11号与太空站对接,宇航员在太空站内逗留了 23 天。可惜,在联盟—11 号返回地球的时候,返回舱的均压均衡阀过早开启,3 位宇航员因此而身亡。

 美国在 3 1973 年 5 5 月 4 14 日发射成功一座叫天空实验室的空间站,它在 5 435 千米高的近圆空间轨道上运行,先后接待 3 3 批9 9 名宇航员到站上工作,他们分别居留 8 28 、 天、9 59 天和 4 84 天。除成功完成了空间站的修理工作外,宇航员们在空间站里进行了许多生物实验,研究了植物在太空中生长与在地球上生长是否不同的问题,研究了细菌在太空的生长情况。1979 年7 月 12 日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。它在太空运行2249 天,航程达 14 亿多千米。

 礼炮 4 4 号空间站于 4 1974 年 年 2 12 月 月 6 26 日发射,先后与联盟 17

 号、联盟 8 18 号飞船对接。联盟 20 号无人飞船又与其成功对接并运送燃料,使其工作寿命延长到 15 个月。

 4 1974 年 年 2 12 月 月 6 26 日,礼炮 4 4 号空间站在拜科努尔航天发射场成功发射。空间站在轨运行时,和两艘联盟号载人飞船进行了对接,其中联盟 17 号两名航天员进站工作 30 天,联盟 18号的两名航天员进站工作 63 天。1975 年 11 月 17 日无人驾驶的联盟 20 号飞船曾给其运送燃料,从而延长了其在轨时间达 768 天。空间站于 1977 年 2 月 2 日脱离轨道重返大气层烧毁。

 02 第二代空间站 苏联第二代空间站包括 “ 礼炮 6 6 号 ” 和 “ 礼炮 7 7 号 ” 。这两座空间站要解决的问题除进一步提高安全性和可靠性外,另两项重大的变化是长寿命和扩展应用领域。如果轨道高度保持在 250 千米,每年消耗推进剂为 4.75 吨;如果轨道提高到350 千米,则推进剂消耗只有 600 千克。礼炮 6 号和 7 号正是采用了这种较高的轨道。

 另外,为更大限度地提高轨道运行寿命,第二代空间站具有两个对 接窗口,一个用于联盟号载人飞船对接,另一个用于货运飞船对接,进行轨道加油和往返运送试验设备、试验物品。

 礼炮 6 6 号空间站自 7 1977 年 年 9 9 月 月 9 29 日进入轨道,到 2 1982 年 年 7 7月 29 日重返大气层时烧毁,总共在天上运行了4 4 年 10 个月。

 在这段时间里,它总共接待了 16 批 33 名苏联及东欧国家的宇航员,实际有人居住的总飞行时间达到 676 天。在宇航员进站工作期间,完成了大量科学观测、地球资源观测、人体生物医学研究和技术实验。更具有应用意义的工作则是进行了大量半导体、晶体生长实验和用结晶炉及合金炉进行了金属冶炼实验。宇航员还首次熔化了玻璃,这项工作对于制造高性能的光导纤维有重大意义。

 礼炮7 7 号空间站,是苏联研制的一个技术高度成熟的空间站,也是礼炮计划中最后一个空间站。礼炮 7 号空间站的构造与礼炮 6 号基本相同,先后共接待 11 批 28 名宇航员。宇航员们共进行了涉及各个方面的 120 多项实验,拍摄了 1 万张地球和天空照片,極大地丰富了空间科学宝库。礼炮7号于1986年8月停止载入飞行,与宇宙-1686号无人货运飞船组成“两位一体”轨道复合体转移到更高的轨道上飞行,并继续自动地收集,发回站上各系统工作数据,为研制未来的宇宙复合体、轨道平台提供依据。礼炮 7 号空间站创造了最终工作寿命达 8 年之久的最高纪录。

 03 第三代空间站 苏联 “ 和平 ” 号属于第三代空间站,于 6 1986 年 年 2 2 月 月 0 20 日开始在太空建造,苏联解体后由俄罗斯接管。它采用积木式或叫舱体式构型,运行了 15 年,所以也叫长久性空间站。“和平”号最大特点是率先升空的核心舱不仅能用于航天员生

 活居住,控制整个空间站正常运行,其上还有 6 个对接口,它先后像搭积木一样对接了 5 个专用实验舱(量子 1 号舱、量子 2 号舱、“晶体”舱、“光谱”舱和“自然”舱)及“联盟”系列载人飞船、“进步”系列货运飞船,形成庞大的空间复合体,总质量达 100 多吨。其中的“晶体”舱还对接过美国航天飞机,使其总质量达 200 多吨。中国空间站就是参考和平号建造的思路规划的,采用积木式构型,由核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、载人飞船和货运飞船五个模块组成。

 04 第四代空间站 国际空间站( InternationalSpaceStation ),是目前在轨运行最大的空间平台,是一个拥有现代化科研设备,可开展大规模、多学科基础和应用科学研究的空间实验室,为在微重力环境下开展科学实验研究提供了大量实验载荷和资源,支持人在地球轨道长期驻留。国际空间站建设始于 1998 年,其采用桁架结构和积木式的混合结构,由 16 个国家共同建造、运行和使用,是有史以来规模最大、耗时最长且涉及国家最多的空间国际合作项目。自 2000 年以来一直保持在轨工作,性能和设备老化严重,每年维护成本高达 50 亿美元。按照计划,该空间站最初的服役期限为 2022 年,之后被延长两次,分别至 2022 年和 2024 年。目前,国际空间站主要由美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、欧洲航天局、

 日本宇宙航空研究开发机构、加拿大空间局共同运营。647D1A98-8E9A-48E5-AA3B-BE2BCD2E46DB 中国空间站与国际空间 站有什么不同? 从 首先国际空间站是多个国家参与建设的太空计划,从 1998年第一次發送组件以来,直到 2 2022 年还在组装桁架(6 S6 桁架),这十多年里 0 20 多次发射组装诸如桁架、节点舱、装载平台的各种组件,耗资巨大,时间漫长。中国空间站的组建才刚开始,按照空间站建造任务规划,今明两年将实施 11次飞行任务,包括 3 次空间站舱段发射、4 次货运飞船以及4 次载人飞船发射,2022 年完成空间站在轨建造,建成国家太空实验室,进入到应用与发展阶段。

 国际空间站是由多国合作建造的大型空间站,而中国空间站则是由我国自主建造的空间站。首先在体积质量上就有所不同。国际空间站大约为 1000m?,质量约为 420 吨,太阳能电池翼有 100 千瓦的功率输出,桁架长 108 米,舱段约 74 米。中国空间站约 110m?,总重量可达 90 吨,同样 100 千瓦的功率输出,舱段长 47 米。国际空间站虽然应用了桁架结构,但其内在仍然是积木式。420 吨规模中供宇航员工作生活的舱段规模仅有 180 吨左右,这些舱段是以积木式结构组合在一起的,而又由于参建国家不同,标准不一,以及舱段研发时代的技术局限,导致大量的空间被闲置,甚至舱体与舱体无法直接对接,需要在中间套一个转接器。而中国的天宫空

 间站就不存在这些问题。

 国际空间站桁架式结构设计初衷,就是为了能布置大型太阳能电池翼,以规避上一代空间站的积木式空间站电池翼相互之间存在的严重的遮挡问题,进而提高发电能力,四部大型太阳能电池翼总发电功率是 0 100 千瓦,而且还必须外挂散热片才可以。

 中国的空间站没有桁架结构,也没有布置那么多数量的太阳能电池翼,为什么会有相同的发电能力呢?原因是中国空间站运用了由三结砷化镓太阳能电池组成的柔性太阳电池翼,功率重量比高,光电转换效率可达 30%以上。柔性翼双翼展开面积可达 134m2,全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳翼的 1/15,大幅扩大了空间站各舱段的有效空间,提升了安装载荷能力。

 空间站在近地轨道运动都会受到稀薄大气的阻力,即每个月会下降 2 2 公里左右。要长期维持近轨高度,每年国际空间站消耗的燃料高达 4 吨,如果要变轨(改变倾角)则要更多一些,这些燃料都是货运飞船一点点送上去的,因此在国际空间站很多舱段都有燃料舱,不仅大量占用空间,而且非常依赖货运飞船。每年国际空间站至少要发射 4 次货运飞船才能满足一年的轨道维持。

 中国采用的是霍尔电推力器,利用将惰性气体电离并高速喷出的方式产生推力。每年进行 1 次补给就可以满足全年的空

 间高度维持。这是人类首次将电推动力用于载人航天器,可以大大降低货运飞船发射频次,节约运营成本,缩小常规燃料 箱 尺 寸 , 增 大 舱 内 可 用 空 间 。647D1A98-8E9A-48E5-AA3B-BE2BCD2E46DB

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 中国空间站的“快递小哥”

 4 月 20 日 19?r41 分,搭载着“天舟”一号货运飞船的“长征”七号遥二运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射,约596 秒后,飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,发射取得圆满成功。这是我国货运飞船的首次飞行试验,作为载人航天家族的新成员, “天舟”一号的加入,意味着中国载人空间站的建成将向前更进一步,这也是中国人实现“太空筑家”梦想的关键一步。

  “快递小哥”简介

 我国将建造长期有人照料的空间站,空间站要运行,航天员要工作、生活,向空间站运转所需的燃料(推进剂)及航天员工作、生活所需要的物资是必不可少的。这就需要有一个专门的运输工具来负责运输货物,并为空间站“加油”――这个重要使命就由货运飞船来担当。

 “天舟”一号是我国自主研制的首艘货运飞船,由于它只运货,不送人,所以被一些媒体昵称为太空中的“快递小哥”。“快递小哥”是两舱式结构,直径较小的是推进舱,直径较大的为货物舱。其最大直径达到 3.35 米,飞船全长 10.6 米,太阳帆板展开后最大宽度为 14.9米,物资上行能力约 6 吨,满载货物时重 13.5 吨。它是中国发射进入太空的航天器中质量最大的有效载荷,比“客户”(“天宫”二号空间实验室)还大 。这次任务,“天舟”一号要为“天宫”二号带去 6

 吨左右的货物和推进剂,其中有大大小小 100 多个货包。此外,其强大运载能力还表现在载货比指标上。“天舟”一号的载货比(即货物重量占整个飞船的总重量的比例,是考核货运飞船的主要指标,载货比数值越高,说明运载效率越高)较高,将来还可以进一步优化到0.48,该数值超越欧洲、日本等国家的现役货运飞船,处于国际领先水平。

 “快递小哥”的“腰部”是一个个镂空形式的连接框,可以与各部分牢固连接。它的外衣是一种壁板结构,货物舱为圆柱形,舱壁周围为格状结构的货架,上面装有天蓝色把手,中间形成一个矩形过道。为了让未来的“客户”在舱内活动更安全、舒适,内部的地板采用了深色硬质结构,方便蹬踏,天花板为浅色。上浅下深颜色的布局,可以营造出一种天地感,让人不会眩晕。为了使舱内空间利用更加合理,装载更多的货物,“天舟”一号的货舱被自己的“骨骼”――货架分割成了许多区域。在货架的设计上,科研人员选用了轻质高强度材料。“货架面板”仪器板使用的是铝合金蜂窝板,“货架框架”立梁使用的是碳纤维材料。经过多次工艺攻关后,“天舟”一号的整体结构变得又轻又强壮,确保能将货物完好无缺地送达“天宫”二号。

 目前,国际上使用的货运飞船有多种,包括俄罗斯的“进步”号货运飞船、欧洲的自动转移飞行器、美国的“龙”飞船,以及日本的HTV 货运飞船等。“天舟”一号是世界上现役运载能力最强的货运飞船。

 “天舟”一号入轨后,将按预定程序与在轨运行的“天宫”二号

 先后进行 3 次交会对接、3 次推进剂在轨补加以及空间应用和航天技术等领域的多项试验。其间,“天舟”一号与“天宫”二号组合体在轨飞行约 2 个月,“天舟”一号独立飞行约 3 个月。完成既定任务后,“天舟”一号将受控离轨,陨落至预定安全海域;“天宫”二号留轨继续开展拓展试验和应用。

 “快递小哥”的任务

 “快递小哥”到达太空后,除了给“天宫”二号送补给品外,还有很多任务等待它来完成。“快递小哥”的主要任务是:

 检验“太空加油”技术

 就像汽车需要加油,未来空间站长期在轨也需要“加油”。

 “天舟”一号这次就要进行在轨推进剂补加技术验证,在太空为“天宫”二号“加油”。有了货运飞船超强运输、补给能力的支撑,未来,3 名航天员能在“太空之家”连续工作 180 天,各类实验物资也可以源源不断地运抵空间站,把空间站建设成为我国在太空的新技术试验田。

 三次对接

 未来空间站包括核心舱和两个实验舱, 核心舱前后方向与垂直下方分别设有对接口,未来去空间站执行任务的载人飞船或货运飞船很可能从不同方向进行交会对接。“快递小哥”在太空将完成 3 次交会对接任务。第一次交会对接是测试货运飞船对组合体的控制能力。第二次交会对接时“天宫”二号转体 180°,“天舟”一号从“天宫”二号下方绕飞,同时转体 180°,加速赶到“天宫”二号前方,与“天宫”二号进行对接。第一次、第二次交会对接检验的都是未来空间站

 运营所必须的能力。

 在最后一次交会对接中,“天舟”一号将采用自主快速交会对接技术。在“天舟”一号之前,我国掌握的交会对接技术需要耗时两天左右,快速交会对接将时间控制在 6 个小时左右。这意味着可以缩短航天员在飞船狭小空间中滞留的时间,使载人太空飞行变得更加舒适、惬意,还可以让无法经历长时间运输的货品尽快送达。同时,这项技术将在更大程度上保障未来空间站的安全,方便空间站突发事件的应急处理。

 空间应用及技术实验

 虽然,“天舟”一号的主要功能是“运货”,但在满足货物运输需求的同时,“快递小哥”还利用随船搭载的几十台载荷设备, 过一把科学研究的瘾,在飞行期间开展十余项科学实验研究及技术验证实验。其中,“非牛顿引力实验检验的关键技术验证”将在轨测试高精度静电悬浮加速度计的工作性能,获得的实验结果将为我国“卫星重力测量”“空间引力波探测”等空间计划提供重要支撑。此外,“微重力对细胞增殖和分化影响研究”项目有望应用于心脏和肝脏疾病的治疗、器官移植、生殖健康以及预防和治疗骨质变化疾病等方面。

 “快递小哥”的技术亮点

 太空加油

 “天舟”一号飞船将对“天宫”二号空间实验室实施推进剂在轨补加,突破和掌握推进剂补加等关键技术。“天舟”一号货运飞船“太空加油”采用的是无增压气体损耗的气体回用法。这种方法系统设计

 难度较大,但是气体资源利用率高。

 与日常生活中的加油不同,“太空加油”不仅要加注燃料,还需要加注供燃料燃烧的氧化剂。燃烧剂和氧化剂两者不能“见面”,否则会发生爆炸。它们的加注是由两套系统独立完成的,加注时序也不同。“太空加油”须在“天舟”一号和“天宫”二号对接锁紧、补加装置和管路气密性好的前提下进行。“太空加油”分 3 步:第一步,“天宫”二号的压气机将手风琴状的膜盒贮箱中的气体压回气瓶,使“天宫”二号的燃料储箱的压力低于“天舟”一号;第二步,推进剂在压力差的作用下,自动从“天舟”一号贮箱流入“天宫”二号贮箱,当两侧压力一致时,加注工作完成;第三步,进行管路吹除,确保“天舟”一号和“天宫”二号分离时,残留在管路中的推进剂不会在空间扩散,以防污染对接器件和航天器。

  “太空加油”过程复杂,具体分为 29 个步骤,每步都需要精细控制,整个补加过程要持续几天。

 它是这次任务的最大亮点, 是世界范围内的难题, 目前国际上掌握了在轨推进剂补加技术的只有俄罗斯和美国等少数国家,其中,实现在轨加注应用的只有俄罗斯。

 高科技的“货架”和“货包”

 快递小哥送货的“货架”和“货包”与普通的货架、货包不同,是?C盼?“天舟”一号定制的。为提升“天舟”一号承载量,飞船内部采用了高效承载货架设计。表面上看,这些货架和普通的储物格类似,但其细节和构型都经过科学分析论证。货架采用基于蜂窝板、碳

 纤维立梁的梁板结构,形成大量的标准装货单元,结构与货物重量比达到 8%,此比例在业内已属领先。

 由于运送的货物中有不少精密仪器和航天员用品, 装载物资的货包必须具备保护功能。“天舟”一号精心准备了一种高科技货包来装载货物。这种高科技货包,采用系列化设计,根据货物尺寸,可调节大小、形状。其外观呈乳黄色,采用新型的抗菌、防潮、防霉布料,里面则使用一种新研制的防火、防潮且减振的泡沫或者气囊来包裹货物,“软包装”能够很好地为货物减振,可保证货物安全到达太空和部分货物在货包中安全地存放一年。

 天基测控搭建“太空天路”

 以往,对航天器的跟踪、测控以及在轨异常的及时监测处置,主要依赖陆基测控站和海基测量船。这需要耗费大量人力、物力来建造、维护地面测控站和海上测量船,研制人员奔波在各个站点之间开展相关试验,并且受到跨国、跨境等地域限制。

 “天舟”一号货运飞船首次采用了以天基测控体制为主的设计原则。简单来说,就是将原本在地面或海上的测量系统“搬”到了天上,打破了在地面或海上的地域限制,实现了对航天器在轨飞行关键事件的全程跟踪,以确保对在轨异常的情况及时监测处置。这项测控应用有效降低了人力、物力、财力等成本,为未来与空间站通讯联络铺平了道路。

 精准的组合体姿态控制

 要实现“太空加油”,“天舟”一号和“天宫”二号这个组合体必

 须稳定。但是,由于“快递小哥”的质心、惯量变化范围大,在“加油”时,对组合体的飞行姿态有较大的干扰。为了保证组合体在太空的姿态稳定,中国空间技术研究院研制了 200Nms 控制力矩陀螺(CMG)系统,它有完善的自主故障诊断和重构能力,该系统在实现对组合体稳定控制的同时,可以保证当某一个 CMG 出现异常或故障时,系统可以无缝切换,并保证对姿态干扰的程度最小。对组合体的控制,将再次验证我国大型变结构航天器控制技术的可靠性,对后续飞行器设计有重要参考意义。

 【责任编辑】蒲 晖

中国空间站思想汇报

 

 神奇的中国空间站

 2020 年 5 月 18 日,在北京天安门广场,伴随着嘹亮的国歌声,鲜艳的五星红旗升起来了。那是因为在月球旁边,我们中国建造了银河系中规模最大、功能最先进的空间站。而这个设计却是由我一手操办而成。

 这个空间站的材料选用了太阳系中的黑子、星球爆炸的碎片和显微化水,非常坚固、美观。

 空间站里面有指挥台,透过显微化玻璃看银河系,一切都似乎近在咫尺。这里面还有一个培养室,培养出了许多花草树木,现在正在培养参天大树。这里不只有植物,还有动物。里面住着国家一级保护动物——大熊猫、金丝猴,还有朱鹮、孔雀,他们都在这里面健康成长。

 在培养室旁边,是接待室,迎接着每一架航天飞机和每一位宇航员。也许有人会问:在里面长期居住,食物能供上吗?不用担心,我们这个空间站中,有一个提取水分的实验室,从太阳系中提取各种对人类身体有好处的水,辛、酸、苦、辣味都有。而食物,则通过植物提取,进行加工,可口的食物就会出现在你眼前。你再也不用替食物长时间存放会坏、会变味而担心了!

 这个空间站不只设备齐全,功能更是出乎人们的意料。

 它可以监督地球上的一切。如果发现有人破坏生态环境,它会用最快的速度将信号发给当地政府,也会把照片传回地球,还会派机器人来到这里进行教育。如果哪里发生爆炸、地震等各类危险事件,它也会纪录下来。同时,它也具有警惕、预报的功能,向人们预报地震情况。

 在 2000 年以后,地球有可能失去磁场,人类将有可能无法生存。到那时,它会像人类报告最新消息,告诉人们各个星球的情况,也会研究出大量氧气,供人们在其它星球生活上亿年。它还会去研究银河系与河外星系,每天发出一个航天飞机去侦探。还有让你随时进入地球或空间站的专用快速航天飞机。它里面还有许多方便人们的机器:深海探宝器、水面行走鞋、穿梭银河系的飞机……

 它的功能真是太多了!

 现在,这个消息覆盖了整个银河系。人们纷纷前来参观,来吃可口大餐,来饮神奇之水,来长期居住。而且,连外星人也来参观,享受人类的生活,互相交谈。那里已是人山人海,要是想来就要抓紧时间呀!

 我呢,作为这个空间站的总设计师、主人,已是无人不知、无人不晓。现在,我坐在实验室中,继续进行研究。

 同学们,现在的科学技术非常发达,可能在不久的将来,不只会造出一个小小的空间站,也许还有可能造出一个更大、更完美的空间站。那么现在,就请我们共同伸出勤劳之手,共同努力,共同创造,去建造美好的未来!

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