中国空间站全面升级,打造太空超级平台,引领世界航天发展!

由于美国的技术封锁,中国从未参与过美国主导的国际空间站项目,因此我们只能依靠自身的努力来探索未知的航天之路。 2021年空间站 天和核心舱 顺利发射升空,中国正式向浩瀚无垠的太空进发。

或许美国从未想过,中国的太空站项目能发展的如此之快。今年10月4日美国航天新闻网报道,中国在阿塞拜疆巴库举行的国际宇航大会上公布了空间站的未来计划, 其中提到关于空间站二期扩展的一个大胆方案, 甚至能在理论上实现空间站的无限寿命和任意延展 ,使其能在太空中永远遨游, 这是怎么做到的呢?

中国空间站全面升级,打造太空超级平台,引领世界航天发展!

中国空间站

中国空间站命名为 “天宫 ”, 天和核心舱和问天、梦天 两个实验舱构成 ,其中位置排列天和居中,梦天问天居于两侧。空间站有前后侧三个对接口,前方用于对接来访航天器,后方对接货运飞船,侧方对接载人飞船。空间站三舱通过在轨对接,形成了T字形组合体,预期在轨寿命十年。

我国空间站完全自主独立设计,原材料、部组件全部百分百国产化,实现全产品自主可控。空间站三仓均设有独立电源推进以及控制系统,它将引领带动我国空间科学和生命科学、材料、元器件、智能制造等多领域技术发展,具有无可替代的关键作用。其天然高真空、微重力的研究环境更便于开展各类科学研究,推进科学技术发展,促进经济社会效益,是衡量国家科技水平和国力经济的重要体现,目前全球个航天大国均全力研发。

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中国空间站现今迈入了十年应用发展阶段,先前盛传中国空间站二期完成后可活动面积将扩大至 180立方米。 在2023中国航天大会上,中国空间站系统总指挥王翔的言论坐实了这一规划, 他表示未来中国空间站最大能扩展到六舱组合体。

今年2月24日,中国载人航天工程三十年成就展在国家博物馆西大厅举办,展示了一些登月舱、着陆器,但最为关键的当属空间站的第四个舱段隆重亮相。 作为一个全新节点舱,四号舱对接口多达六个,与空间站对接后将组成十字形。

而我国国航天科技集团五院空间站总设计师杨宏院士在接受采访时表示,中国空间站的潜力远不止如此,大家目前所见的空间站结构是最基本型, 空间站的未来组合是以天和舱为核心,组成 1+N 的框架,在天上像搭积木一样自由组件创造,未来构型可达到 53种 ,1+N框架就如同外太空母港,在未来数十年能做到持续升级使用!

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多舱积木式结构

中国空间站主体天和核心舱其实还有一个备份的2号核心舱,它们的功能体系完全相同,被一直安置在地面做各种实验。空间站的扩展原理很简单 就是在核心舱的基础上对接二号核心舱,新增添的核心舱又能对接各种新问天、梦天。 原理就相当于我们小时候搭积木,空间站的外形也会由丄、土、丰、圭不断进化,规模和面积也会不断翻倍。

那么像天和核心舱,设计寿命是十年,如果十年后面临老化退役又该怎么办?难道空间站要整个退役吗?其实很简单, 我们只需要将单独的天和核心舱舍弃去除,继而使用新的对接核心舱作为中心, 如此反复老换新的规律,就能保证空间站永远处于活力满满的状态。

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这种模式还会带来一个优点,就是 空间站的科技技术永远处于全球最先列。 比如新老核心舱之间大概会保持五年时间左右的代差,五年时间足以让国内涌现全新的前沿技术,那么我们在更换新老核心舱的同时就完成了空间站技术的换新迭代,可谓一举两得。

神舟十七号将在十月底完成发射,一同登上太空的还有我们三位航天员,届时空间站也将完成三空间舱、三载人船的最大构型。六位航天员将同时遨游太空一周,随后神州十六的三位航天员就会结束五个月的太空旅安稳归家,太空站又恢复了三人规模。

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这也是太空站延展的另一大优点, 能接纳更多的载人飞船 让空间站始终处于载人状态。 未来核心舱的不断接轨也会让空间站轮换机制更加完善,现在是三人,未来可能就翻倍为六人九人,甚至会成为我们载人登月计划的中转站。

除了载人外,2024年前后我国也将计划发射巡天太空望远镜,它不像美国的哈勃望远镜单独飞行,也不是和空间站简单的合体,而是共轨伴飞型。

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所谓共轨伴飞,就是和我们的空间站处于同一轨道高度,保持一定飞行距离,能保障望远镜免受空间站影响。在维修时,巡天望远镜又可以和空间站对接,航天员轻松在舱内就能做到简便维修。

我国空间站的数字化操作系统在先进程度上也是一骑绝尘。目前空间站使用着全中文操作系统,时时刻刻都能一手掌握空间站各区域设备状态。中国空间站数字化协同让空间站各个节点都能做到安全高效的运行,让各舱之间实现互通互联,甚至具备跨航天器的系统重构,这在国际上是独属中国的专利。

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国际空间站

中国空间站可多样拓展,持续升级能力强大,可谓集众多优点于一身,那为何国际空间站不学习效仿?

不是不想,而是不能。中国空间站无线对接的首个前提就是 完美的适配性 ,完全自主研发的情况下,空间站太空舱各个接口都实现了通用,彼此间能做到兼容对接。其次就是 核心舱之间的对接口要做到 高密闭性、高可靠性, 做到脱离连接无障碍。

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太空舱对接的兼容性可靠性做到合格并不难,但恰恰只有中国能做到此事,这是因为截至目前全球只有我国空间站是循序渐进、日渐精进延续下来的,技术上高度协调。 国际空间站舱段设备来自不同国家,协同起来就已十分不易,更遑论持续性和多样化拓展。

并且国际空间站是不存在更新迭代的,在空间站年满期限后,他们所能做的只有废弃这部分的空间站。为了不造成太空垃圾, 他们还需要拿出 十亿美元 打造拖拽系统 ,将废弃空间站引入大气层中摧毁。

目前中国空间站体量为百吨级,国际空间站规模则为450吨,双方体量上虽相差悬殊,但国际空间站真正的可使用面积实际上和我国所差不大,他们更多的面积被用在了太阳能系统,并且国际空间站现在还面临着老化难题。

俄罗斯航天局就于近日表示将在2028年后,退出国际空间站,打造属于俄罗斯的独立空间站, 还提出让科学号实验舱飞到中国空间站对接。 俄罗斯提出舱段退出国际空间站无疑是高瞻远瞩的想法,但打算将舱段与中国空间站对接无疑是异想天开了,各类管线规格都大不相同,何谈对接呢?

要清楚目前我们在航天领域所取得的任何成就,都是绕过了西方国家的严密封锁,可谓历经艰辛、排除万难,开辟了全新的前景。未来空间站作为太空母港,将支持着我们继续在航空领域无限探索,向未知的世界勇敢前行。

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