長征二號F火箭“天宮一號”目標(biāo)飛行器神舟八號飛船神舟九號飛船陸續(xù)發(fā)射神舟八號、神舟九號、神舟十號系列飛船2011年-2012年建成中國自己的“空間站” 2020年在發(fā)射“天宮一號”之后的兩年中，我國將相繼發(fā)射神舟八號、九號、十號飛船，分別與“天宮一號”實現(xiàn)對接。
9月1日，中國載人航天工程辦公室宣布，由于受“實踐十一號04星”衛(wèi)星發(fā)射失利影響，原定于8月中下旬發(fā)射的空間試驗站雛形“天宮一號”或推遲至本月下旬發(fā)射。具體發(fā)射日期將根據(jù)失利火箭故障調(diào)查結(jié)果來決定。
“天宮一號”是中國2011年航天發(fā)射計劃的“重頭戲”。根據(jù)計劃，發(fā)射“天宮一號”后兩年內(nèi)，中國將相繼發(fā)射神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船，分別與“天宮一號”完成空間交會對接。之后，2020年，中國將要建設(shè)自己的空間站。
與“天宮一號”的發(fā)射相呼應(yīng)，俄羅斯航天器制造企業(yè)俄羅斯動力公司總裁洛帕塔日前表示，俄羅斯將重啟私人太空游項目，下一名太空游客將于2014年啟程飛赴國際空間站。
放眼宇宙，人類的太空探索從未停歇。作為我國自主研制的空間試驗站，“天宮一號”只是中國空間站的雛形，承擔(dān)的是實驗先鋒的角色，然而，隨著“天宮一號”發(fā)射，意味著中國迎來“空間站元年”，進(jìn)入航天“空間站時代”。
1
“天宮一號”長啥樣？
根據(jù)中國載人航天工程網(wǎng)的介紹，“天宮一號”主體為短粗的圓柱型，重量和神舟七號一樣，約為8噸，直徑比神舟飛船更大。
它采用兩艙結(jié)構(gòu)，分別為實驗艙和資源艙。實驗艙由密封的前錐段、柱段和后錐段組成，可保證艙壓、溫度、濕度、氣體成分等航天員生存條件，用于航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的后錐段安裝再生生保等設(shè)備。而資源艙內(nèi)有發(fā)動機(jī)、電源裝置等，為軌道機(jī)動提供動力，為飛行提供能源。
“天宮一號”最重要的功能是完成與飛船進(jìn)行交會對接的試驗。為此，它前后各設(shè)有一個對接口。安裝在實驗艙前端的交會對接機(jī)構(gòu)，以及交會對接測量和通信設(shè)備，是“天宮”和飛船聯(lián)通的關(guān)鍵所在。
從外表上看，它類似于一扇圓形的門，內(nèi)部直徑約為0.8米，航天員可以通過這一扇門從飛船進(jìn)入“天宮一號”。
航天員的生活必需品和工作所需的材料、設(shè)備均由飛船運送，載人飛船停靠在實驗室外邊，作為應(yīng)急救生飛船。如果實驗室發(fā)生故障，可隨時載航天員返回地面，航天員工作完成后，乘飛船返回。
中國工程院張履謙院士曾向媒體透露，“天宮一號”里的配套設(shè)施包括氧氣呼吸裝置、廢氣吸收裝置、防止空間的輻射照射裝置以及宇航員長期生活具備的各種條件。
在太空工作，可以獲得地球上無法得到的實驗環(huán)境，但微重力的生活環(huán)境，使得在地球上平常的事情也變得異常麻煩。
張履謙院士表示，若要在“天宮一號”里工作和生活，要考慮應(yīng)對各種緊急突發(fā)事件的發(fā)生。其中包括氧氣裝置故障，或控制陀螺失靈，甚至連廁所不能用都能稱為是大問題。所以在建造時需要考慮到各種緊急應(yīng)急措施。
2
將實現(xiàn)“交會對接”
空間交會對接簡稱“交會對接”，主要目的是將航天員從太空飛船送入空間實驗室或空間站，與載人航天器發(fā)射和航天員安全返回技術(shù)、空間出艙活動技術(shù)并列為載人航天的三大基本技術(shù)，也是建立空間站的重要基礎(chǔ)。
空間實驗室的建設(shè)過程是先發(fā)射無人空間實驗室，而后再用運載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的實驗室交會對接，航天員從飛船的附加段進(jìn)入空間實驗室，開展工作。
“‘天宮一號’試驗?zāi)康暮苊鞔_，突破無人交會對接技術(shù)。這是空間站最基本最關(guān)鍵的基礎(chǔ)。”北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新說。
“天宮一號”要完成在太空中兩年的飛行任務(wù)，并完成出艙活動、空間交會對接試驗和發(fā)射長期自主飛行以及有人照料的空間實驗室等目標(biāo)，“天宮一號”的任務(wù)才算圓滿完成。
交會是指兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數(shù)的協(xié)調(diào)，在同一時間到達(dá)太空同一位置的過程。對接是在交會的基礎(chǔ)上，通過專門的對接機(jī)構(gòu)將兩個航天器連接成一個整體。因為其重要意義，空間交會與對接成為載人航天活動的三大基本技術(shù)之一。
交會的具體程序是，先將目標(biāo)飛行器發(fā)射入軌并精確測定其運行軌道，當(dāng)其飛經(jīng)待發(fā)飛行器發(fā)射場上空時，通過擇機(jī)發(fā)射使后者與前者運行在相同的軌道上，并且將距離控制在一定范圍內(nèi)，隨后再依靠飛行器本身的機(jī)動能力讓兩者逐漸連為一體。
這個過程的難度很大。在太空中的空間實驗室和飛船都保持高速運行，時速到達(dá)28000公里以上，在對接過程中，需要兩個航天器的軸線在同一條直線上，并且相對速度要接近0，如果計算不準(zhǔn)，就可能發(fā)生飛船相撞事故。
焦維新打了一個比方表示，“就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車，要讓它們的距離必須一直保持在1米左右，這是非常不容易做到的。”
在國外載人航天活動早期，航天器在空間交會對接過程中就曾失敗。比如，俄羅斯“進(jìn)步M3-4”飛船與“和平”號空間站在對接過程中“相撞”。
甚至到現(xiàn)在，交接失敗仍時有發(fā)生。2010年7月2日和10月31日，俄國的兩艘“進(jìn)步”M貨運飛船首次自動對接都失敗，不得不改為手動。2005年美國發(fā)射的DART衛(wèi)星，甚至與目標(biāo)衛(wèi)星轟然相撞。
目前世界上有美國、俄羅斯、歐洲和日本研制的飛行器分別完成了與運行在地球軌道上目標(biāo)飛行器的交會對接。但到目前為止，只有美國和俄羅斯掌握完整的交會對接技術(shù)。歐洲和日本交會對接技術(shù)方面分別靠美國或俄羅斯的技術(shù)支持。
異軍突起的中國對空間交會技術(shù)的探索，自然引起了各航天大國的高度注意。
聯(lián)系客服
