规模适度 我国打造“经济适用型”太空“别墅”

来源:科技日报 日期:2021-05-10

  “第三代空间站采用积木式构型,它是由一个舱段、一个舱段在太空对接而成,也叫组合式空间站。”庞之浩介绍道。苏联/俄罗斯建造、发射了世界第一座积木式空间站和平号,其大大增加了航天员的活动空间和空间站的寿命,使舱内航天员不仅能够长时间生活、工作,而且可以开展多种实验。

  国际空间站为第四代空间站,采用桁架挂舱式构型, 以上百米的组装式桁架为基础结构,然后将多个舱段和设备安装在桁架上。这种空间站采用集中式供电,太阳能电池板位于桁架两端,中间对接了一些太空舱。

  我国建造的第一座空间站“天宫”,没有走美苏先建造单舱式,再建造多舱式空间站的老路,而是一上来就建造多舱式空间站,达到世界第三代空间站水平,属“经济适用型”。其特点是:起点高,效益高,技术新,保障强。

  它虽然也采取了积木式构型,但又与和平号空间站有一些不同。“我们的两个大太阳能电池板是放在两个实验舱两端,这样就不会因为遮挡而影响电力的利用率,光电转换效率达到了约30%。”庞之浩说。另外,我国空间站采用了许多新技术,例如,大型柔性太阳电池翼、再生式生命保障系统、电推进系统、首尾两端配置相同的大型空间机械臂等,所以使用效益比较高。

  据权威专家介绍,我国空间站从建造成本和应用效益的角度综合分析,是符合中国国情和实际需要的理性选择,既不贪大求全,又规模适度。中国空间站载荷支持效率高,可提供多种标准接口,有望取得较高的工程应用效益。

  另外,在发射了3个舱后,我国还将发射与“天宫”空间站共轨飞行的“巡天”光学舱,这台望远镜的分辨率与美国哈勃太空望远镜相当,但视场角是后者的200多倍。“巡天”光学舱在需要时可与“天宫”空间站主体对接,开展推进剂补加、设备维护和载荷设备升级等活动。

  我国空间站也可以根据需要进一步扩展,由T字构型扩展成干字构型。

  各国掀起空间站建造热潮

  探月热的余温还未散去,中国空间站的建造似乎又开启了全球空间站的建造热潮。今年,俄罗斯也有一个空间站的核心舱段将要发射——其26年前就开始打造的“科学号”多功能核心实验舱。据俄媒体报道,“科学号”多功能核心实验舱计划于7月15日在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心发射升空。

  庞之浩表示,俄罗斯已决定在2024年国际空间站合约到期后退出国际空间站,并计划在未来以“科学号”为核心建造自己的空间站或与中国合作。

  美国则是想要与其他国家在月球轨道上建造空间站。“建造月球轨道空间站也算是一个创新,航天员可以先飞到月球轨道空间站,在空间站进行生活、工作。需要登月的话,就坐飞船降落到月球表面,完成研究工作后,再飞回月球轨道空间站。”庞之浩说,除此之外,未来航天员也可以从月球轨道空间站飞到附近的小行星,甚至是火星进行探测。

  激烈的空间站“竞赛”,各国各显其能。其实,我们这些看“热闹”的吃瓜群众,也有可能享受到空间站建造所带来的福利。庞之浩表示,未来的空间站内或将建造纯商业化的“太空旅馆”,有两种不同的打造方式。一种是与空间站构造基本一致,但是没有其他科研设备,内部按照旅游酒店的方式进行装修,游客可以在其中进行天文观测和对地观测,“近水楼台”享受星空和失重的感觉等。

  还有一种是充气式太空旅馆,即先把充气舱送到运行轨道上,再以充气的方式使其体积扩大至原体积的4倍。与传统太空舱相比,充气式太空旅馆将由若干个可充气膨胀的软壳太空舱组装而成,这种太空舱有3个优势:一是发射成本较低;二是居住空间宽大;三是采用新的多层结构外壳设计和使用新材料,充气的软壳表面有一定弹性,比起传统含铝材料的航天器外壳,能为居住者提供更好的空间防护,可以抵御太空垃圾、宇宙粒子等的撞击,并为其内核提供保护。

  从载人天地运载系统,到太空行走、交会对接、货运飞船,再到空间站自主建造、产品全部国产化、关键核心元器件自主可控,我国载人航天事业不断创造历史。天和核心舱的发射成功仅仅是中国空间站任务迈出的第一步,探索浩瀚太空永无止境,未来每个人的太空梦,或许就从这第一步开始,逐渐走进现实。

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