太空旅馆要来了?酒店式设计拎包入住!就是有点费钱......
据央视新闻报道,我国空间站“天和”核心舱已准备就绪,近日将在海南文昌航天发射场由长征五号B遥二运载火箭发射升空。
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资料图 新华社/路透
另据中国载人航天工程办公室消息,在今明两年内,我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略第三步的任务目标。
在更多精彩即将纷至沓来之时,我们约请全国空间探测技术首席科学传播专家庞之浩来为我们回顾一下世界空间站发展走过的历程。
苏联、美国交替领先
1961年4月12日,苏联发射了世界第一个载人航天器——“东方1号”飞船,把航天员加加林送上了太空。
把人送上太空的目标实现了,人们很自然会产生下一个目标——让人在太空中“待得住”“待得久”。这不仅仅是为了争胜好奇,还有很多实际的意义。比如,很多需要在太空中进行的科研、生产和服务等活动,都是需要很长的时间和很大的空间来完成的。建造能让航天员在太空中长久居住、生活和工作的空间站的想法便应运而生。
由于空间站犹如一座空中楼阁,是一种可供多名航天员巡访、长期居住和工作的大型航天器,具有体积大、寿命长、功能强和载人多等优点,所以,在与美国竞争载人登月失败后,苏联就放弃了载人登月计划,开始全力打造空间站。经过艰苦的努力,苏联终于在1971年4月19日用“质子号”火箭成功发射了世界第一座空间站——“礼炮1号”,它标志着人类进入太空的一个新阶段的开始。
“礼炮1号”质量约18吨,总长16米,最大直径4.1米,可居住空间85立方米,由对接过渡舱、轨道舱和服务舱3个部分组成,其中位于头部的对接过渡舱用于对接“联盟号”飞船,航天员和物资由此对接舱口进出空间站。位于中部的轨道舱是“礼炮1号”的“心脏”,由直径各为2.9米和4.1米的两个圆筒组成,供航天员工作、进餐、休息和睡眠。位于尾部的服务舱为非密封舱,装有机动变轨发动机、姿态控制发动机和推进剂等。
【太空旅馆要来了?酒店式设计拎包入住!就是有点费钱......】苏联发射了“礼炮1号”后,对美国产生了很大的刺激,于是美国马上用“阿波罗”工程的剩余材料研制了一个名叫“天空实验室”的空间站,并于1973年5月14日升空。它是迄今为止世界上最大的单个载人密封舱,压力舱容积达316立方米,在里面可以洗澡,曾创下了连续载人航天84天的世界纪录。此后美国便“喜新厌旧”研制航天飞机去了。
而苏联对空间站一直格外青睐,在先后发射了7座“一居室”的“礼炮”系列空间站后,苏联从1986年开始发射由多个舱段组成的“和平号”空间站。它由1个核心舱和5个实验舱组成,因而大大扩展了航天员的活动空间,提高了空间站的工作能力。
到了20世纪80年代初,美国逐渐发现在空间站领域已大大落后于苏联。1984年1月25日,美国时任总统里根批准建造一个以美国为主、与盟国合作的长久性空间站计划——“自由号”。这个方案比“和平号”还先进,采用桁架挂舱式构型。但由于技术复杂,费用极高,风险很大,所以在研制过程中几乎夭折。
就在“自由号”空间站的命运岌岌可危时,世界空间站大国苏联于1991年解体,这给了美国一个发展国际型空间站的绝佳机会。因为随着苏联的解体,俄罗斯已不再是美国争夺太空优势的竞争对手了,但其在空间站建造方面仍有丰富的经验和先进的技术。于是在1993年,美国对“自由号”空间站建造方案进行了“大手术”,其中最主要的措施是吸收俄罗斯为正式合作伙伴,采用了很多苏联空间站的成熟技术,目的是节省费用、少走弯路、降低风险和缩短时间,最后终于在2011年在轨建成了“国际空间站”。它实质上是一个既采用了类似“和平号”的积木式构型,又采用了桁架挂舱式构型的“混血儿”。
粗分两种、细划四代
空间站具有自主补给消耗品、检修和更换设备的能力,以及变更和扩大其功能的性质。它先入轨后上人的特征,既提高了安全保障,又简化了研制过程。
至今,全球已发射了10座空间站。从总体结构上讲,这些空间站可分为以下两种:
第一种是单舱式空间站。已发射的苏联“礼炮1号”至“礼炮7号”和美国“天空实验室”都是单舱式空间站。这种只有一个舱段的空间站用运载火箭一次就能送上太空。其优点是所用硬件少、成本低和技术简单,不需要航天员出舱等,因而早期的空间站都采用这种设计。它的缺点是容积小、太死板和工效低,因而影响了许多科学实验活动的进行,并且很难长期载人航天。
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