专家解读“天宫一号”目标飞行器(图)

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专家解读“天宫一号”目标飞行器(图)

天宫一号模型


在对接时,需要两个航天器的轴线在同一条直线上,并且相对速度要接近0。这个难度是非常大的,因为两个航天器的速度都很快。就像是地面的两辆急速飞驰的跑车,要让它们的距离必须一直保持在1米左右,这是非常不容易做到的。


在刚刚过去的2009年的春节文艺晚会上,给人印象最为深刻的节目之一莫过于我国自主研发的“天宫一号”飞行器模型闪亮登场。随着我国航天技术水平的不断提高,太空空间站也逐渐揭开了神秘面纱。


“天宫一号”目标飞行器设计重量为8吨。根据规划,中国将在2010年发射。“天宫一号”实际上是空间实验室的实验版。之后,我国将发射神舟八号。“神八”是一艘无人的神舟飞船,与“天宫一号”进行无人自动对接试验。2015年前,我国将再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。


中国为什么要耗费大量的人力和财力建造自己的空间站?对这个问题,北京大学地球与空间学院焦维新教授告诉《北京科技报》:“造船是为了建立空间站,建站是为了科学实验,这就是我国自主建立空间站的原因。”飞船在太空飞行一般是在一周左右,它所能进行的科学实验无论是从内容还是时间上都是有限的。只有空间站可以长时间的在太空中运行。这样,我们就可以做各式各样的科学实验,还有进行太空产品的开发研制。”


中国工程院院士张履谦表示,空间站是航天事业发展的一个必然趋势,它代表了一个国家的航天国力。如果我们现在不去掌握这项技术,等到需要使用空间站时再来建造就会落后了。


“‘天宫一号’建成后,可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。在对地观测方面,当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时,空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数,以获得最佳观测效果。”


除此而外,中国科学技术大学地球和空间科学系胡友秋教授认为,“天宫一号”的建立可以为我国带来很大的经济价值。比如在太空育种方面,就可以培育出很多各种各样的蔬菜,对农业会有很大的好处;在工业方面,还可以制造出在地球上制造不出来的材料;另外,还有导航,比如GPS定位可以大大方便人们的出行,但是如果不借助空间站就无法实施。


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3楼rpdlb

新华网甘肃酒泉9月20日电(记者李清华、徐壮志)中国载人航天工程新闻发言人20日宣布,我国将实施载人航天工程首次空间交会对接任务,执行任务的天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭组合体已从酒泉卫星发射中心垂直总装测试厂房顺利转运至发射区。天宫一号将于9月27日至30日择机发射。


这位发言人说,按照计划,首次交会对接任务,将首先发射天宫一号目标飞行器,之后发射神舟八号飞船,实施无人自动交会对接试验。天宫一号飞行的主要任务是,为实施航天器空间交会对接飞行试验、突破和掌握交会对接技术提供交会对接目标,初步建立长期无人在轨运行、短期有人照料的载人空间试验平台,为空间站研制积累经验,进行空间科学实验、航天医学实验和空间技术试验。


据介绍,天宫一号目标飞行器、长征二F运载火箭等飞行产品自6月底陆续进场后,按照飞行任务测试发射流程,相继开展了总装测试等技术区的准备工作,长征二F运载火箭还针对发射“实践十一号04星”的火箭故障原因,采取了相应改进措施。天宫一号在完成推进剂加注后,与运载火箭吊装对接构成一个完整的组合体,20日9时,承载着组合体的活动发射平台驶出载人航天发射场垂直总装测试厂房,安全转运至发射塔架。今后几天,发射场将陆续进行目标飞行器、火箭功能测试和器箭地联合测试等工作,进行最终状态检查和确认后,火箭加注推进剂,择机实施发射。


目前,执行首次交会对接任务的各大系统已进入最后准备工作状态,各项准备工作进展顺利。


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专家解读“天宫一号”目标飞行器(图)

未来国家计划航天任务


张履谦院士告诉《北京科技报》,空间实验室的建立,简单来说,就是通过各个宇宙飞船的组装对接而成的。“天宫一号”也是如此,我国在未来计划要发送神州八号、神州九号、神州十号,然后把这三个飞船与“天宫一号”进行组装对接,这就形成了一个小型空间实验室。而要想实现飞船的对接,首先就需要有大型的火箭能够把重量很大的飞行器发送到太空中,还有就是需要具备人们长期在空间站生活的设施,以及解决火箭对接的问题。


焦维新告诉记者,空间实验室就像是一座空间大厦,是在太空轨道上逐步组装起来。当各种部件在地面上设计完成以后,借助大型的运输工具,也就是能够进行大运载的火箭把大的部件送入到太空,这是地面研制技术。还有组装技术,包括比较实用的机器手,因为大的部件是无法靠人使用的,需要使用机器手。


焦维新说,建设“天宫一号”空间实验室最关键的部分就是“空间交会对接”技术。两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调,在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会。对接是在交会的基础上,通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。实现两个航天器在太空交会对接的系统,称为交会对接系统。


焦维新说:“我国现在还没有实现飞船的空间交会对接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飞船正在进行这方面的实验。而我国的空间交会对接技术也是一个逐渐完善的过程。不仅是一次对接,还需要二次对接。在对接时,需要两个航天器的轴线在同一条直线上,并且相对速度要接近0。这个难度是非常大的,因为两个航天器的速度都很快。就像是地面的两辆急速飞驰的跑车,要让它们的距离必须一直保持在1米左右,这是非常不容易做到的。”


焦维新告诉记者:“国际空间站的构造属于横架式结构,也就是说在距离大气层300-400公里以外的空间上有一个大梁,在这个大梁的有些地方可以接太阳能帆板,在一些地方建造各种实验舱。”“天宫一号”也是选择在距离大气层300-400公里以外建立。


我国目前研制的“天宫一号”采用的是两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员的生存条件,用于航天员驻留期间在轨工作和生活,密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。


目前,“天宫一号”虽还处于研制阶段,但张履谦院士表示,总体说来,“天宫一号”里的配套设施一般必须包括氧气呼吸装置,废气吸收装置,防止空间的辐射照射装置以及宇航员长期生活具备的各种条件。其中产生动力的推力舱、生活舱、实验、接口等都是空间站上比较重要的装置。


若要在“天宫一号”里工作和生活,还要考虑应对各种紧急突发事件的发生。其中包括氧气装置故障,或控制陀螺失灵,甚至连厕所不能用都能称为是大问题。所以在建造时需要考虑到各种紧急应急措施。像国际空间站,一直都有个联盟号飞船在为它保驾护航,如果空间站出现问题,它可以进行维修,还可以接宇航员回到地球。航天飞机的拉动力系统可以定期为空间站加速,使空间站一直在自己的轨道内运行。如果氧气装置出现了问题,还可以运用制氧的原料自己制氧。


“‘天宫一号’只是我国空间站建设的起步,今后我们会慢慢建设大型的空间实验站,预计大体要花上一二十年的时间,等到2020年预计我国的空间站就可以逐步完成了。”张履谦说到。


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