“2021年4月29日11时2,中国空间站天和核心舱发射升空,准确进入预定轨道。中国载人航天工程于1992年正式起步,华路蓝缕,经过29年不懈探索,长征、神舟、天舟和天宫等一系列浪漫的名字逐渐变成现实。如今,中国终于要拥有自己的“天上宫阙”,让飞天的神话从梦想照进现实!
人类载人航天技术于1971年进入空间站时代,是年,苏联把“礼炮一号”送入太空,
第一代空间站诞生。随后12年内,共计有9个18~20吨的空间站发射,其中7个成功并被命名为“礼炮系列”。这些早期空间站大都处于试验性质,为后续的空间站转型换代做技术储备。中国的“天宫一号”和“天宫二号”,与早期的“礼炮号”思路一致,主要用来验证空间交会对接、出舱行走和多人次在轨驻留等技术。
人类航天四代载人空间站技术特点
技术 |
舱段数 |
对接口 |
结构 |
典型任务 |
第一代 |
1 |
1 |
单体 |
礼炮1﹣5号,天宫一号、天宫二号,天空实验室 |
第二代 |
1 |
2 |
单体 |
礼炮6、7号 |
第三代 |
多个 |
多个 |
积木式 |
和平号,天宫,月球门户(规划) |
第四代 |
多个 |
多个 |
积木式和桁架式 |
国际空间站 |
在空间站发展史上有着举足轻重意义的是苏联“和平号空间站”,它采取积木式模块化结构,由核心舱、五个科学实验/生活舱段和多艘对接飞船构成。在它15年的飞行史中,对接过超过100艘载人和货运飞船,共计接纳了来自12个国家的135名宇航员在此工作与生活。大家更耳熟能详的多国合作的“国际空间站”,是唯一的第四代积木式、桁架式空间站,已经连续保持了21年载人飞行,相当于一栋七层楼高的小型体育场。它孕育了各个国家的多种载人航天相关器具,容纳过数百个宇航员工作生活,成为了独一无二的航天平台。
然而,国际空间站的建造成本和运营成本颇为惊人,目前的总造价已经超过2000亿美元。综合性价比而言,第三代积木式空间站已经足够满足科研和应用需求,建造和运营维护成本更低,也就成为了目前的最佳方案,天宫就采取这个策略,核心舱(天和号)、两个实验舱(问天号,梦天号)和机械臂等组成总重约60吨的T字结构,对接货运飞船和载人飞船,足够满足三名航天员驻留并长期稳定运行。
天宫空间站是中国载人航天技术的大集合,需要调动最核心的资源建造。首先,需要的是长征火箭家族三剑客。其中,长征五号B专门负责近地轨道重载任务,运力在25吨级别,负责发射核心舱和实验舱。长征二F运力在8.5吨级别,是目前保持100%成功率的一款“神箭”,也是中国唯一的载人火箭,主要负责发射神舟飞船。而长征七号是中国新一代主力火箭,运力在14吨级别,用来发射天舟货运飞船。其次,需要两大发射场。其中,酒泉卫星发射中心拥有我国唯一的载人航天发射和返回相关配套,这里见证了此前所有11艘神舟飞船的起航,是中国航天员真正“登天”和“下凡”的地方。文昌航天发射场是中国最新最先进的发射场,这里三面环海,海运让长征五号不再受限于陆路运输而变得“胖起来”(5米最大芯级直径),新建造的各种配套也让它成为长征五号和长征七号系列火箭的定点基地,支撑起整个天宫的核心建造和补给过程。天宫不是一天可以建成的,核心舱发射之后,还需要在太空中借助机械臂系统像“堆积木”一样逐渐把整个结构搭建起来,期间需要有航天员在轨驻留,并需要定期补给。最终,预计于2022年,天宫空间站才能正式建成。
“盘古破鸿蒙,天宫有九重”,是华夏民族对头顶那片未知天空最美好的想象。但古人们也深知探索苍穹的难度,以至于“难如登天”成为了描述“不可能”的词汇。但“天宫”这座中国建造的天上宫阙,对这个问题给出了不同的答案。屈原也提出了对于更遥远的星辰大海的疑问——“日月安属,列星安陈?”正在火星轨道运行的“天问一号”探测器,也在用“天问”“问天”作出回答。
什么是浪漫,这就是浪漫!祝福浪漫的中国航天不断进步。
(摘编自“科普中国”《核心舱发射,中国航天正式迈入空间站时代!》)