天宫空间站两个核心舱,二期扩展工程宣示雄心!力压国际空间站( 三 )


小柱段外围还配置有一部承载力达25吨的10米长“七自由度大型空间机械臂”,机械臂首尾两端配置相同,可经由在空间站外壁布置的“电力数据抓取夹具”实现机械臂在舱体表面的爬行移动。国际空间站也有布置于桁架的同类空间机械臂,但其部署成本显然更高。
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黑色柱体即是天和一号核心舱机械臂
国际空间站的空间利用率之所以相对较低主要有两个原因,一方面是因为部分舱段设计年代久远功能单一占用了大部分舱段空间,另一方面是空间利用过于靡费。
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国际空间站宁静号节点舱
例如,用于舱段对接的宁静号节点舱规模就有19吨,国际空间站十几个舱段中真正用于科研实验的舱段也只有3个,分别是命运号实验舱、哥伦布实验舱、希望号实验舱,舱段规模均没有超过20吨。
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与团结号节点舱对接的命运号实验舱
天宫空间站则是物尽其用,有两个20吨级大型实验舱,分别是问天号实验舱Ⅰ与梦天号实验舱Ⅱ,两个实验舱先后与天和一号节点舱轴向对接口对接,尔后由转位机械臂移动至节点舱侧向停泊对接口完成转位组装。
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天宫实验舱转位组装
两个大型实验舱相较于天和一号核心舱更是别有洞天,它们是天宫空间站23个科研机柜的主要布放场所,问天号实验舱Ⅰ还配置有供航天员实施出舱作业的专用气闸舱,功能类似国际空间站的寻求号气闸舱。
天宫空间站两个核心舱,二期扩展工程宣示雄心!力压国际空间站】问天号实验舱Ⅰ部署到位后天和一号节点气闸舱转为备份气闸舱,问天号舱壁外还配置有一部5米长七自由度机械臂,它可以与核心舱10米长主机械臂对接形成长度达15米的大型机械臂,配合主机械臂舱体爬行功能,可实现空间站外表面全触达。
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问天号实验舱Ⅰ明年发射
梦天号实验舱Ⅱ在早期设计方案中还有一部大口径巡天光学望远镜,但考虑到光学设施需要微振动工作环境以及镜头调向需求,结合国力增强因素,在最终空间站设计方案中大口径巡天光学望远镜被设计成了与天宫空间站共轨运行的“巡天光学舱”。
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天宫早期设计方案中的空间光学望远镜
巡天光学舱也是20吨级大型舱段,配置2米口径离轴三反光学望远镜,具有强大的国际竞争力,在保持与哈勃空间望远镜同等量级分辨率条件下视场大300倍,角分辨率0.15″,工作在紫外-近红外波段,可在宇宙加速膨胀、暗能量本质、暗物质属性、检验宇宙学模型、引力波源对应体、银河系三维结构、天体测量、恒星、黑洞、星系等领域展开观测研究工作。
平时巡天光学舱与天宫空间站共轨运行,需要在轨维修时则与天和一号核心舱节点舱轴向对接口对接,相较于哈勃空间望远镜每一次维修都需要发射航天飞机相比,巡天光学舱维修成本更低。
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巡天光学舱
解放光学设备安装空间的梦天号实验舱Ⅱ一下子多出了一大截空置舱段,怎么办?研发团队别具匠心地将此处设计成了“可展开式暴露实验平台”,该平台还配置有货物专用气闸舱,是实验载荷进出空间站的转换通道。
梦天号实验舱Ⅱ综合科研能力可对标国际空间站的希望号实验舱,顺带提一下问天号实验舱Ⅰ舱壁外表面也配置有数量可观的外部实验载荷挂点。
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可展开式暴露平台
前文提到百吨级天宫空间站科研产出能力与400吨级国际空间站等量齐观,那么我们能不能最终超越呢?天宫空间站的电力供应能力早已为此埋下了伏笔。
还是再回到国际空间站的桁架式设计,大型综合桁架结构的设计初衷就是为了布置大型太阳能电池翼,以规避和平号积木式空间站电池翼相互之间存在的严重遮挡问题,进而提高发供电能力,四部大型太阳能电池翼总发电功率是90千瓦。
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