人類目前共有四代空間站,中國要建設(shè)的是一個(gè)相當(dāng)于第三代空間站水平的天宮空間站,總大小在80-100噸級,有潛力擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)艙成100+噸級,預(yù)計(jì)在2022年完成,壽命十年,亦可通過維護(hù)延期。
相比而言,它比起目前420噸級的第四代空間站國際空間站的確要小一圈,但天宮對于我國而言已經(jīng)是最佳方案。
國際空間站的建設(shè)比起和平號復(fù)雜許多,它需要的組合部分更多,功能要求更強(qiáng)??梢詮慕ㄔO(shè)過程明顯看出,桁架質(zhì)量甚至超過了普通艙段。自從1998年11月20日俄羅斯發(fā)射第一個(gè)主要艙段曙光號起,一直到今天仍在進(jìn)行建設(shè)過程,主要建設(shè)過程由美國的航天飛機(jī)計(jì)劃完成。由于大型結(jié)構(gòu)的使用,它絕大部分建設(shè)甚至只能由航天飛機(jī)完成,然而航天飛機(jī)極其昂貴,平均每15億美元一次任務(wù)!
時(shí)至今日,國際空間站已經(jīng)成長為一個(gè)寬109米、長73米、高20米、重達(dá)419噸、內(nèi)部容積916立方米的空間巨無霸,相當(dāng)于一棟七層樓高的小型體育場。自從2000年11月2日首次載人任務(wù)以來,它已經(jīng)連續(xù)保持了19年載人飛行,駐扎國際空間站的宇航員被叫作遠(yuǎn)征隊(duì)(Expedition)成員,每批保持在6位。目前國際空間站還有每年8次左右貨運(yùn)對接和4次左右載人對接,一個(gè)批次的宇航員停留時(shí)間大概半年左右。
20年來的運(yùn)轉(zhuǎn),國際空間站完成了數(shù)不清的科學(xué)實(shí)驗(yàn),為人類科技進(jìn)步和航天技術(shù)發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。它是人類載人航天的最高技術(shù)體現(xiàn),也孕育了各個(gè)國家的各種載人航天相關(guān)器具,例如美國的航天飛機(jī)(載人/貨運(yùn))、龍飛船(貨運(yùn))、龍-2飛船(載人)、天鵝座(貨運(yùn)),俄羅斯的進(jìn)步號(貨運(yùn))和聯(lián)盟號(載人),歐盟的ATV(貨運(yùn)),日本的HTV(貨運(yùn))。它的特殊環(huán)境也促使了國際上關(guān)于天文觀測、對地遙感、航天醫(yī)學(xué)、植物育種等多方面技術(shù)的快速進(jìn)步,成為一個(gè)獨(dú)一無二的科研平臺(tái)。目前它依然處在很好的運(yùn)營狀態(tài),除役時(shí)間在逐漸延期。
我國天宮和國際空間站為什么設(shè)計(jì)方案不同?
對于我國而言,選擇建立一個(gè)第三代空間站已經(jīng)足夠完成絕大部分任務(wù)目標(biāo)。長期保持3人在軌運(yùn)行,用現(xiàn)有的長5(重型建設(shè)工作)、長7(天舟貨運(yùn)飛船)和長2F(神舟載人飛船)火箭即可支撐,性價(jià)比顯然要高很多。如果順利,2020年開建,2022年就可建成并投入不亞于10年的運(yùn)營。
實(shí)際上,天宮空間站方案也很靈活。在運(yùn)行中,天宮空間站將同一個(gè)光學(xué)艙段共軌飛行。該光學(xué)艙是一個(gè)十幾噸的大型巡天望遠(yuǎn)鏡,在很多指標(biāo)上都接近甚至超過哈伯太空望遠(yuǎn)鏡,視場角是哈勃的300多倍。這種方案減少了對望遠(yuǎn)鏡的干擾,同時(shí)如果望遠(yuǎn)鏡出類似哈勃曾經(jīng)的質(zhì)量問題時(shí),也方便維護(hù)升級。
同時(shí),核心艙還保有備用對接口等,如有需要可以將天宮空間站進(jìn)一步升級成更大版本。這些設(shè)計(jì)理念是非常先進(jìn)實(shí)用的。
我國航天依然處在追趕階段,有太多地方需要花錢,即便再怎么多快好省也要避免航天人“巧婦難為無米之炊”的窘境,天宮空間站保持一個(gè)超高性價(jià)比建設(shè)和運(yùn)營方案,對于我國是最優(yōu)解。
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