2016年9月16日星期五

天宫二号升空搭建.巨型太空站2022运行

中国太空实验室“天宫二号”于中秋之夜升空,会进行多项太空科研工作,包括香港中学生的3个实验项目,并会与下月升空的“神舟十一号”载人飞船交会对接。按计划,“天宫二号”升空后,将负责搭建巨大的太空站。
承担海上测控任务的远望5号船已在任务海域做好全面准备,有信心完成好“天宫二号”空间实验室海上测控任务。(图:中新社)​
(中国.酒泉15日讯)中国太空实验室“天宫二号”于中秋之夜升空,会进行多项太空科研工作,包括香港中学生的3个实验项目,并会与下月升空的“神舟十一号”载人飞船交会对接。按计划,“天宫二号”升空后,将负责搭建巨大的太空站。
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在酒泉卫星发射中心搭载天宫二号的长征二号FT2火箭,周三深夜已完成加注推进剂,周四下午2时开始进入发射前8小时的倒数状态,到了晚上8时,发射架便会慢慢打开,至晚上10时04分发射升空。
预计届时天气良好。
“天宫二号”升空后,将进入约380公里的运行轨道在轨测试。
载人航天工程新闻发言人武平周三在新闻发布会上表示,“天宫二号”采用实验舱和资源舱两舱构型,全长10.4公尺,最大直径3.35公尺,太阳翼展宽约18.4公尺,重8.6吨,设计在轨寿命2年,它载着14种航天医学实验设备,包括世界第一台空间冷原子钟及伽玛暴偏振探测仪,有助研究宇宙结构起源和演化过程。
连串科学实验项目,还包括香港中学生在太空科技设计大赛获奖的作品,分别是太空养蚕双摆实验和水膜反应,有助了解微重力环境中,事物的状态变化。
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将释放一颗伴随卫星
这次飞行中,“天宫二号”还将释放一颗伴随卫星,这是一颗微纳卫星,搭载多个试验载荷,并具备较强的变轨能力,具备开展太空任务的灵活性与机动性。
作为真正意义上的太空实验室,“天宫二号”本次任务中的重头戏之一,是与下月中旬升空的“神舟十一号”载人飞船,在离地393公里的轨道交会对接,此后,它将承载着两名太空人在太空生活30天,实现太空人中期驻留。
“神舟十一号”总飞行时间是33天,比“神舟十号”多16天,将会是中国持续时间最长的一次载人航天任务。
按计划,“天宫二号”升空后,将负责搭建巨大的太空站,2017年上半年验证与“天舟一号”货运飞船对接和资源补给技术,由太空人和“天宫二号”上的机械臂互相配合装配。
2018年发射核心舱
2018年前后,中国还将发射“天和一号”太空站核心舱,成为中国自主建造太空站的重要起点,其后再发射2个实验舱与“天和一号”太空站核心舱交会对接。
整个组装工作将于2020年完成,最多增至6个舱,太空人数量由最初的3人增至6人,2022年投入全面运行。太空站的轨道高度为340至450公里,设计寿命为10年。
中国太空站最初将会有3个舱段组合体,包括一个核心舱、两个实验舱,每个舱都是20吨级。核心舱有5个对接口,可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱,另有一个供太空人出舱活动的出舱口。整个系统总重量将达90多吨。
另外,中国还将发射一个独立的光学舱,其功能类似“哈勃”太空望远镜,但视场是哈勃的300倍,能拍摄到40%左右的宇宙太空。光学舱将与太空站保持一定距离共轨飞行,需要补加推进剂或维护升级时,将与太空站交会对接,由太空人操作。
至于在2011年9月,发射的“天宫一号”设计寿命是2年,实际上已运行了四年半,目前已经停止数据服务,预计明年下半年便会陨落,正式完成历史使命。
可边飞行边加油
同以往航天器每次发射前都要携带大量的推进剂不同,天宫二号没有了“粮草不足”的后顾之忧,通过中国航天科技集团五院技术人员为它研制的在轨补加系统,它可以实现在太空边飞行边“加油”,这将极大地提高在轨运行时间。
有了在轨补加技术,发射前也没有和“天宫一号”一样把“油箱”加满、携带一吨多的推进剂,而是加了半箱“油”,节省的重量可以携带更多载荷产品和生活物资。
相比“天宫一号”时的任务,“天宫二号”上的太空人从3名变成了2名。中国航天科技集团五院“天宫二号”太空实验室总设计师朱枞鹏表示,少了一个人,意味着太空舱中所带的东西就少了。这次主要的目的是要飞更长时间,多一名太空人,需要的消耗品就更多。
“对接天眼”全新升级
《新京报》报道,“天宫二号”和“神舟十一号”的太空交会对接是搭建“太空之家”的重要一步,其间,两者从相距150公尺到最终完成对接的阶段技术难度最大、风险最高。
在高速情况下毫厘不差地对接在一起,一双犀利而精准的“对接天眼”必不可少。在此次任务中,中国航天科技集团五院技术人员推出了全新升级的“对接天眼”——光学成像敏感器(CRDS),它由位于运输飞船上的相机和位于目标飞行器上的目标标志器组成。
航天科技集团五院技术人员龚德铸介绍,在太空中,太阳光的照射强度是地球上的3到5倍,飞行器的“眼睛”在交会对接时很容易被闪坏,正因太阳杂光对产品的导航影响,以往交会对接时要选择光线合适的时机,抢抓一天中最为合适的数小时“窗口期”。
此外,五院技术人员还将敏感器首次捕获时间提高了一个数量级——由原来的约十秒缩短至不到几百毫秒,这个时间就好比司机在开车时被强光晃到眼睛之后恢复正常视力的时间。
“天宫二号”设计更贴心
太空人生活工作两不误
“天宫二号”与“天宫一号”相同,均为长期在轨自动运行、短期载人的飞行器,是为未来的长期性太空站建设做准备。但两者相比,“内在”
的变化很大。“天宫二号”较大的改进是装备更豪华、装载量提高、内部环境更好。值得一提的是,“天宫二号”
的系统设计是模块化的,也就是说它出现问题时可以快速更换和在轨维修,这在国内太空领域属于首创。
就太空人而言,要在这狭小的太空内待30天,在地球上可能不算什么,但是在太空中,太空人面对的除了队员就是看仪器,再或者就是无尽的宇宙,估计用尽了洪荒之力也看不到其他东西了。
为了让太空人感觉更舒适,“天宫二号”在内部增加了很多贴心的设计。包括首次使用可展开的多功能小平台,太空人可以在上面写字、吃饭、做科学实验,生活工作两不误;通信方面为太空人配备了蓝牙耳机和蓝牙音响;用地板取代了地毯;舱内灯光采用米黄色色调,亮度可手动调节,并为每个太空人安装了床前灯。
太空实验室与太空站区别
太空实验室
太空实验室是建造在太空中的实验室,这种特殊的实验室需要先发射无人太空实验室,然后再用运载火箭将载人飞船送入太空,与停留在轨道上的无人太空实验室交会对接。接下来,太空人从飞船中进入太空实验室,开展工作,完成工作后再乘飞船返回地球。
太空站
太空站是指可供多名太空人巡访、长期工作和居住生活的载人航天器。太空站最大的特点就是规模和体积庞大、在轨运行的时间久,比如由美国、俄罗斯、日本、加拿大、巴西和欧洲太空局共同建造的国际太空站,已经为人类工作了16个年头。
太空实验室像是太空站的前身,为发展太空站,从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。前者是为建造复杂程度更高的太空站所做准备工作。

在远望5号船上负责对“天宫二号”的发射进行海上测控的参试人员,有条不紊地进行着各项模拟演练。(图:中新社)​

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