揭秘中國載人空間站——天宮一號，中國人未來的太空房間

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草原蒙狼

電梯直達

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發表于 2009-9-23 09:11:18 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式

中國工程院院士、中國載人航天工程原總設計師王永志二十一日透露，根據“三步走”戰略規劃，中國載人航天工程目前進入第二步第一階段，已成功實施神舟六號多人多天飛行試驗和神舟七號出艙活動飛行試驗，緊接要開展的空間交會對接試驗，任務準備即將邁入正樣研制階段。中國載人空間站等后續工程的實施方案，正在立項審批過程中。中國工程院當天在北京組織舉辦“中國工程科技六十年成就座談會”，王永志院士介紹“新中國成立以來的中國航天”時作上述表示。他說，載人空間站實施方案一旦確定，再過十年稍多一點的時間，中國將擁有長期在軌運行的載人空間站，屆時，中國人將不僅能進入太空，而且還可以進駐太空，載人航天當然能發揮更大效益。
王永志稱，中國航天經歷了艱苦創業、配套發展、改革振興、走向世界等幾個重要時期，達到了相當規模和水平，目前已形成完整配套的研究、設計、生產和試驗體系，在載人航天技術、衛星回收、一箭多星、低溫燃料火箭技術、捆綁火箭技術以及靜止軌道衛星發射與測控等許多重要技術領域，已躋身世界先進行列。運載火箭方面，中國已獨立自主研制出十五種不同型號“長征”系列運載火箭，形成對各類低、中、高以及地球同步軌道運載能力的覆蓋，能基本滿足各種發射需求。一九八五年宣布投入國際商業發射市場以來，中國已將三十余顆外星送入太空，在國際商業衛星發射服務市場占有一席之地。目前，中國使用低溫無污染液體推進劑的新一代運載火箭已開始研制，一個技術更先進、運載能力更大的火箭系列即將問世。人造地球衛星方面，中國已初步形成返回式遙感衛星系列、“東方紅”通信廣播衛星系列、“風云”氣象衛星系列、“實踐”科學探測與技術試驗衛星系列、“資源”地球資源衛星系列、“北斗”導航衛星系列以及數據中繼衛星等，并于二00七年成功實施了探月工程。載人航天方面，中國于一九九二年開始實施載人航天工程，研制出載人飛船和高可靠運載火箭，開展了航天醫學和空間生命科學的工程研究，選拔和培訓了第一批航天員，研制出一批空間遙感和空間科學試驗裝置，已成功發射四艘無人試驗飛船和三艘載人飛船，從而成為世界上第三個能夠獨立開展載人航天活動的國家。

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草原蒙狼

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樓主| 發表于 2009-9-23 09:12:55 | 只看該作者

天宮一號模型

圖表：未來國家計劃航天任務

在對接時，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。這個難度是非常大的，因為兩個航天器的速度都很快。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。在剛剛過去的2009年的春節文藝晚會上，給人印象最為深刻的節目之一莫過于我國自主研發的“天宮一號”飛行器模型閃亮登場。隨著我國航天技術水平的不斷提高，太空空間站也逐漸揭開了神秘面紗。
“天宮一號”目標飛行器設計重量為8噸。根據規劃，中國將在2010年發射。“天宮一號”實際上是空間實驗室的實驗版。之后，我國將發射神舟八號。“神八”是一艘無人的神舟飛船，與“天宮一號”進行無人自動對接試驗。2015年前，我國將再陸續發射“天宮二號”、“天宮三號”兩個空間實驗室。
中國為什么要耗費大量的人力和財力建造自己的空間站？對這個問題，北京大學地球與空間學院焦維新教授告訴《北京科技報》：“造船是為了建立空間站，建站是為了科學實驗，這就是我國自主建立‘天宮一號’空間站的原因。”飛船在太空飛行一般是在一周左右，它所能進行的科學實驗無論是從內容還是時間上都是有限的。只有空間站可以長時間的在太空中運行。這樣，我們就可以做各式各樣的科學實驗，還有進行太空產品的開發研制。”
中國工程院院士張履謙表示，空間站是航天事業發展的一個必然趨勢，它代表了一個國家的航天國力。如果我們現在不去掌握這項技術，等到需要使用空間站時再來建造就會落后了。
“‘天宮一號’建成后，可以用來進行科學實驗、生產、太空觀測、偵察、在太空中儲備物質等多種用途。在對地觀測方面，當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時，空間站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數，以獲得最佳觀測效果。”
除此而外，中國科學技術大學地球和空間科學系胡友秋教授認為，“天宮一號”的建立可以為我國帶來很大的經濟價值。比如在太空育種方面，就可以培育出很多各種各樣的蔬菜，對農業會有很大的好處；在工業方面，還可以制造出在地球上制造不出來的材料；另外，還有導航，比如GPRS定位可以大大方便人們的出行，但是如果不借助空間站就無法實施。
張履謙院士告訴《北京科技報》，太空空間站的建立，簡單來說，就是通過各個宇宙飛船的組裝對接而成的。“天宮一號”也是如此，我國在未來計劃要發送神州八號、神州九號、神州十號，然后把這三個飛船與“天宮一號”進行組裝對接，這就形成了一個小型空間站。而要想實現飛船的對接，首先就需要有大型的火箭能夠把重量很大的飛行器發送到太空中，還有就是需要具備人們長期在空間站生活的設施，以及解決火箭對接的問題。

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草原蒙狼

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樓主| 發表于 2009-9-23 09:15:36 | 只看該作者

焦維新告訴記者，空間站就像是一座空間大廈，是在太空軌道上逐步組裝起來。當各種部件在地面上設計完成以后，借助大型的運輸工具，也就是能夠進行大運載的火箭把大的部件送入到太空，這是地面研制技術。還有組裝技術，包括比較實用的機器手，因為大的部件是無法靠人使用的，需要使用機器手。焦維新說，建設“天宮一號”空間站最關鍵的部分就是“空間交會對接”技術。兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數的協調，在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上，通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。實現兩個航天器在太空交會對接的系統，稱為交會對接系統。
焦維新說：“我國現在還沒有實現飛船的空間交會對接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飛船正在進行這方面的實驗。而我國的空間交會對接技術也是一個逐漸完善的過程。不僅是一次對接，還需要二次對接。在對接時，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。這個難度是非常大的，因為兩個航天器的速度都很快。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。”
焦維新告訴記者：“國際空間站的構造屬于橫架式結構，也就是說在距離大氣層300-400公里以外的空間上有一個大梁，在這個大梁的有些地方可以接太陽能帆板，在一些地方建造各種實驗艙。”“天宮一號”也是選擇在距離大氣層300-400公里以外建立。
我國目前研制的“天宮一號”采用的是兩艙結構，分別為實驗艙和資源艙。實驗艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航天員的生存條件，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備。實驗艙前端安裝一個對接機構，以及交會對接測量和通信設備，用于支持與飛船實現交會對接。資源艙為軌道機動提供動力，為飛行提供能源。
目前，“天宮一號”雖還處于研制階段，但張履謙院士表示，總體說來，“天宮一號”里的配套設施一般必須包括氧氣呼吸裝置，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。其中產生動力的推力艙、生活艙、實驗、接口等都是空間站上比較重要的裝置。
若要在“天宮一號”里工作和生活，還要考慮應對各種緊急突發事件的發生。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急措施。像國際空間站，一直都有個聯盟號飛船在為它保駕護航，如果空間站出現問題，它可以進行維修，還可以接宇航員回到地球。航天飛機的拉動力系統可以定期為空間站加速，使空間站一直在自己的軌道內運行。如果氧氣裝置出現了問題，還可以運用制氧的原料自己制氧。
“‘天宮一號’只是我國空間站建設的起步，今后我們會慢慢建設大型的空間實驗站，預計大體要花上一二十年的時間，等到2020年預計我國的空間站就可以逐步完成了。”張履謙說到。

全國人大代表、中國載人航天工程副總指揮、總裝備部副部長張建啟７日在接受新華社記者專訪時透露，“天宮一號”目標飛行器的研制工作正在緊張進行之中，如果一切順利，中國將于２０１０年底在酒泉衛星發射中心發射“天宮一號”。
 張建啟介紹，“天宮一號”重約８．５噸，分為支援艙和實驗艙兩個艙，搭乘的載荷比神舟系列飛船大大提高。“天宮一號”有一個對接接口，每次可以與一艘飛船對接。 “天宮一號”是中國為下一步建造空間站而研制的空間目標飛行器，主要任務是作為空間交會對接目標，完成空間交會對接飛行試驗；保障航天員在軌短期駐留期間的工作和生活，并保證航天員安全；開展空間應用、航天醫學實驗、空間科學實驗和空間站技術試驗；初步建立能夠短期載人、長期無人獨立可靠運行的空間試驗平臺。 “完成上述任務后，我們將就開始第三步任務，爭取在２０２０年建成長期有人照料的空間站。”張建啟說，此后，“天宮一號”就將升級改造成貨運飛船。貨運飛船既具有交會對接功能，也具備燃料補充功能，可以對空間站在空間進行燃料補充。貨運飛船的第一次發射將在海南文昌航天發射場進行。張建啟透露，在“天宮一號”發射成功后，中國將陸續發射神舟八號、九號、十號飛船，用來和天宮一號對接。按照從無人對接到有人對接的計劃，神舟八號將是無人飛行任務，如果順利，神舟九號、十號將搭載航天員。神舟八號、九號、十號這３艘飛船將一起生產，這是神舟系列飛船首次轉入批量生產。“在神舟七號之前，飛船都是實驗狀態。批量生產是一個重大進步，不僅可靠性將在原有基礎上大大提高，造價也將逐漸下降。”張建啟說。