刚刚发射的天和核心舱意味着什么?( 二 )


刚刚发射的天和核心舱意味着什么?
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火箭整流罩内的天和号核心舱,已经是国内能发射的最大的航天器 | Vivo
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采用圆筒结构的优势有很多,包括更容易做的又轻巧又结实,并能最有效率的利用运载火箭的内部空间。这些不同的舱体在地面先后发射到太空以后,会在轨道上进行组装,并最终形成完整的太空站系统。
既然采用了分体设计,那么不同组件在发射秩序上,就必然有先有后。而且,不同舱体承担的功能也各有侧重——因为把所有舱体都做成一样的,必然带来极大的浪费,并把总体性能拉低到一个非常凄惨的水平。
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和平号空间站代表了现代大型空间的主流成熟设计,「圆筒插圆筒」是最显著的外观特征之一 | NASA
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所以,在空间站这个「太空积木」中,必须有第一块到位的积木,作为整个系统完整组装的基点。它就是核心舱。
这样的地位决定了核心舱也必然是整个空间站的核心舱室。后续的功能舱室都要围绕它建设,它必须能够支持这些舱室的运转;作为第一个上天的舱室,它需要具备宇航员的维生能力。
如今,我们对它的了解已经越来越多。
2016 年 4 月,中国载人航天工程办公室发布了《空间站工程研制进展》,详细介绍了中国空间站的发展动态。2018 年,中国空间站核心舱在第 12 届珠海航展上首次对外公开展出。
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来源:《中国航天》
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借由这些信息,我们得以窥探天和核心舱和未来空间站的技术特点。
天和号有哪些特点?刚刚发射的天和核心舱意味着什么?
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中国未来的空间站被命名为「天宫」。整个空间站采用水平对称T形构型,将由核心舱和 2 个实验舱组成。设计寿命 10 年,额定乘员 3 人,新旧乘员组轮换时可支持 6 人。
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中国空间站的基本构型 |《我国空间站工程总体构想》
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作为核心舱的天和号是空间站的主控舱段,是管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所。它要负责整个空间站的电源电路、环境控制、生命保障功能,包括气体压力、成分、温度、湿度的调节,水的回收管理,微生物控制和废弃物管理等等,可以满足航天员长期太空飞行的生活需求。
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来源:《中国载人空间站方案的变迁》
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天和号核心舱带有一个大型机械臂,它前方较为细长的部分是节点舱。天和号核心舱尾部可以连接货运飞船,而节点舱的前部有一个转位基座,可以连接载人飞船、两个实验舱,还有一个对天方向的出舱口,用于航天员出舱活动。
在空间站的建造过程中,天和号核心舱的节点舱端口的对接口,会首先完成与实验舱的对接;然后通过转位基座或者机械臂的操作,把实验舱转移到节点舱左/右侧的两个停泊口,实现长期停靠。
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载人航天工程办公室发布的《空间站工程研制进展》清楚呈现了未来空间站的组建过程》
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按照现有资料,中国空间站核心舱和实验舱均为 20 吨级,合体质量(不含飞船)约 66 吨。乍看起来,与重达 400 多吨的国际空间站有较大差距。
不过,以天和号核心舱为代表,国产空间站采用了模块化的总体设计思路,预留了额外的机电热接口。它可以再对接一个新的带节点舱的核心舱,这意味着,能够扩展出一个总规模翻倍的空间站。
最大构型下,国产空间站可以扩展到 2 核心舱、4 实验舱、4 舱外实验平台、并同时连接 3 艘飞船。此时整个空间站系统规模达到 180 吨,可以支持 6 名长期乘员。

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