4月29日，運載中國空間站天和核心艙的長征五號B運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，引發(fā)全球廣泛關注。本次任務是中國空間站的揭幕戰(zhàn)和奠基戰(zhàn)，宣告開啟了中國空間站在軌建造的新時代。作為我國目前研制的最大、最重的航天器，中國空間站核心艙具有哪些強大功能，對于中國航天事業(yè)具有哪些重大意義以及后續(xù)還有哪些重磅發(fā)射呢？《環(huán)球時報》記者走進文昌航天發(fā)射場，聽國內(nèi)空間站領域權(quán)威專家從多個維度全面介紹。
中國在近地軌道的大House什么樣
據(jù)介紹，中國空間站基本構(gòu)型包括天和核心艙、實驗艙問天和實驗艙夢天，整體呈T字構(gòu)型。其中，天和核心艙全長16.6米，最大直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量22.5噸。作為未來空間站的管理和控制中心，天和可支持3名航天員長期在軌駐留，支持開展艙內(nèi)外空間科學實驗和技術試驗，是我國目前研制的最大、最重的航天器。
其中，核心艙具備交會對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學實驗能力；問天和夢天實驗艙均作為支持大規(guī)模艙內(nèi)外空間科學實驗和技術試驗載荷支持艙段，同時問天實驗艙還作為組合體控制和管理備份艙段，具備出艙活動能力，夢天實驗艙具備載荷自動進出艙能力。中國空間站三艙飛行器依次發(fā)射成功后，將在軌通過交會對接和轉(zhuǎn)位，形成“T”構(gòu)型組合體，長期在軌運行。中國空間站在軌運行壽命不小于10年，并可通過維修維護延長使用壽命。
說了一系列數(shù)據(jù)可能還是不能讓人很清晰地想象出中國空間站的樣子。據(jù)航天科技集團五院專家介紹，核心艙體積非常大，長度比五層樓房還要高，直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少，體積比國際空間站的任何一個艙位都大，航天員入駐后，活動空間非常寬敞。此外，核心艙的重量相當于三輛大客車的空重重量，同樣也超過國際空間站的任何一個艙段。航天科技集團五院專家打了一個非常形象的比喻：如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號和天宮二號就相當于一室一廳的房子，而空間站就是三室兩廳還帶儲藏間，算是“豪宅”了。
不僅活動空間大，航天員在空間站的補給也得到了更好保障。此前我國航天員在軌飛行時間的最高紀錄是33天，航天員生存所必需的水和氧氣由航天器直接送入太空。為了讓航天員實現(xiàn)更久的在軌停留，空間站設計了完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水方式回收，排泄的尿液也會回收凈化，重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學反應生成氧氣，這也能夠降低氧氣的補給需求。
《環(huán)球時報》了解到，空間站資源十分寶貴，經(jīng)過科學且慎重的遴選，空間站上將搭載安裝包括生物學、材料科學、基礎物理、微重力、流體等類別相關的科學研究實驗設施。據(jù)悉，空間站上將部署10余個先進科學實驗柜、艙外載荷安裝平臺。
據(jù)相關專家透露，后續(xù)與空間站伴飛的光學艙，將搭載2米口徑的巡天望遠鏡。這臺望遠鏡的分辨率與美國哈勃空間望遠鏡相當，但視場角是后者的上百倍，它將在大范圍巡天科學研究方面顯身手。
據(jù)航天科技集團五院專家介紹，天和核心艙的密封艙內(nèi)配置了工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)和鍛煉區(qū)六個區(qū)域。不僅能夠保證每名航天員都有獨立的睡眠環(huán)境和專用衛(wèi)生間，而且在就餐區(qū)配置了微波爐、冰箱、飲水機、折疊桌等家居，還配置了太空跑臺、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材，以滿足航天員日常鍛煉；此外，艙內(nèi)情景照明可由手機APP控制。核心艙不僅配上了手機，可以實現(xiàn)在軌航天員之間通話和天地通話；還配了天地視頻通話設備，可以實現(xiàn)與地面的雙向視頻通話；此外，還有可以支持航天員收發(fā)電子郵件的測控通信網(wǎng)和相關設備。
相比國際空間站，中國空間站有哪些特點與與優(yōu)勢？
國際空間站是目前在軌運行最大的空間平臺，是一個擁有現(xiàn)代化科研設備、可開展大規(guī)模、多學科基礎和應用科學研究的空間實驗室。它的規(guī)模大約有423噸，由美國、俄羅斯、加拿大、日本等16國聯(lián)合，先后經(jīng)歷12年建造完成。
載人航天工程辦公室主任郝淳接受媒體采訪時表示，中國空間站相比國際空間站建設得比較晚，但具有后發(fā)優(yōu)勢，現(xiàn)在在空間站的建設方面無論是規(guī)模還是技術應用以及后續(xù)應用方面還是很有中國特色的。太陽能電池技術、控制技術、計算機技術、一些傳感器空間站等空間站建造相關技術都是立足于目前我國發(fā)展能力和水平，綜合這些能力實現(xiàn)最優(yōu)、最好的性能，既符合我國國情，也和世界先進水平比肩。
載人航天工程總設計師周建平在接受記者采訪時表示，我國空間站三艙組合體60多噸，對接貨運飛船、載人飛船后是90多噸，所以說是100噸級。隨著空間站的建造，還會加裝更多設備，規(guī)模還會加大。和國外相比，中國空間站比美俄發(fā)展得晚，所以我們有后發(fā)技術優(yōu)勢?？臻g站布局和構(gòu)型方面有很多新思路，為了今后進一步建造空間站使它具備更加強大的空間應用能力，我們布置了外掛平臺和掛點。那這些設備怎么運上去呢？我國天舟貨運飛船在設計時，既有全密封構(gòu)型，還有半開放和全開放構(gòu)型，可以用后兩種構(gòu)型的貨運飛船將大型科學設施運上去。周建平表示：“所以我相信，空間站建造將使我國在大型空間設施建造方面取得和國際上同樣的水平?！?/p>
據(jù)《環(huán)球時報》記者從航天科技集團五院了解，中國空間站在總體規(guī)模上不及國際空間站，這主要是在建設思路上按照符合中國國情，有所為、有所不為來考慮，綜合當前需求和耗費等因素，不搞像國際空間站那么大規(guī)模的空間站，而是采用規(guī)模適度、留有發(fā)展空間的思路，既可以滿足重大科學研究項目的需要，又同時具備擴展和支持來往飛行器對接的能力。在建設過程中始終追求技術進步，充分采用當代先進技術建造和運營空間站，全面掌握大型空間設施的建造和在軌操作能力；同時注重應用效益，在空間站應用領域?qū)⑷〉弥卮髣?chuàng)新成果，追求運營經(jīng)濟性，走可持續(xù)發(fā)展的道路。
航天員準備好了嗎
中國空間站作為可以容納航天員長期在軌駐留的重要太空平臺，航天員是其中非常重要的要素，目前中國航天員為后續(xù)任務的準備工作進展如何呢？據(jù)載人航天工程辦公室主任郝淳介紹，空間站建造階段航天員乘組的任務很繁重，對他們要求也很高。對應之前的飛行任務來說，對航天員乘組的要求是有質(zhì)的變化。前期中國已經(jīng)有11名航天員進行了14人次在軌飛行，已經(jīng)積累了不少經(jīng)驗，但空間站階段對航天員及其乘組的要求會有一些新變化。目前，中國航天員斗志很高昂，積極參加各項訓練。航天系統(tǒng)針對空間站建設階段對飛行乘組的要求，制訂了詳細計劃，也研制了一大批地面訓練設施、設備，特別是針對航天員艙活動、艙外維修維護、對設備進行更換、操作各型應用載荷開展了一系列針對性訓練。目前，航天員的訓練安排非常緊張，因為一共有4個飛行乘組，同步開展訓練，所以計劃安排也很周密。其中神舟十二號飛船飛行乘組已經(jīng)完成絕大部分任務訓練，即將轉(zhuǎn)入任務強化訓練階段。后續(xù)飛行乘組也正在按計劃開展訓練。從航天員目前的訓練成效來看，有能力承擔、完成空間站建造階段的各次飛行任務。
據(jù)郝淳介紹，以前中國選拔了兩批航天員都是從空軍飛行員中選出，主要的角色是駕駛員。為了滿足空間站階段對航天員操作任務的各項要求，第三批航天員選拔中豐富了航天員乘組的類型，增加了工程師和載荷專家這兩類航天員，目前包括一名女性的第三批18名航天員，已經(jīng)正式進入航天員隊伍，正在開始訓練。航天員隊伍更加豐富，就可以滿足后續(xù)空間站平臺在軌維護、更換以及開展更高水平的空間科學實驗和技術試驗的要求。后續(xù)還將根據(jù)任務需要，適時開展后續(xù)批次航天員的選拔，后續(xù)將會擴大候選航天員的選拔范圍，更多高等院校、科研院所乃至有志于航天事業(yè)的科技人員都有可能加入到載人航天的隊伍中。
中國空間站將開展哪些國際合作？
太空是人類共同的財富，航天事業(yè)也是人類共同的事業(yè)。中國載人工程發(fā)展以來，一直秉承著和平利用外太空、共贏、共享的原則，以開放的態(tài)度開展國際合作。據(jù)郝淳介紹，載人航天工程實施以來，先后和聯(lián)合國外空司、歐空局、德宇航、意大利航天局、法宇航、巴基斯坦航天局等一系列國家和地區(qū)的航天機構(gòu)開展了廣泛交流合作，涉及領域包括航天技術和空間科學的研究與應用、航天員的選拔訓練等各個方面，也取得了一大批很有顯示度的合作成果。比如和聯(lián)合國外空司，圍繞利用中國空間站開展應用合作簽署了合作協(xié)議，前期也共同對外征集了第一批合作項目，目前有17個國家參加的9個項目已經(jīng)正式確認要參加中國空間站的科學實驗，目前這些項目的研制正在按計劃進行。后續(xù)，我國還將與聯(lián)合國外空司陸續(xù)征集后續(xù)批次的合作項目。
郝淳表示，在中國空間站各個艙段上安排了20多個科學實驗機柜，這些實驗機柜都是按照國際標準設計研制的，利用這些設施可以在更大范圍開展更多空間科學技術與空間應用方面的國際合作。另外，合作模式也是多種多樣，可能是政府間的，也可能是機構(gòu)之間的，也可能是商業(yè)的。
在回應《環(huán)球時報》記者有關中國空間站有沒有和包括NASA在內(nèi)的國外航天機構(gòu)以及國外科學家合作的計劃時，郝淳表示，載人航天工程實施以來，瞄準提升我國載人航天發(fā)展水平，借鑒國內(nèi)外一些先進經(jīng)驗開展了很多工作，也和航天機構(gòu)和國家開展了航天合作，這些交流合作之中就包括一些平臺技術方面的交流與合作，包括和俄國家航天集團、歐空局等都開展過一系列合作，我們也從中學到了很多有益經(jīng)驗，這些合作對我國空間站建設起到了積極作用。我們愿意和世界上所有愛好和平、和平利用太空的航天機構(gòu)開展國際合作，前期根據(jù)中美兩國首腦達成的協(xié)議，我們邀請過NASA的航天機構(gòu)和專家到中國載人航天設施來參觀。但后來美國國會通過了《沃爾夫法案》，禁止NASA和中國政府開展航天合作，所以中美兩國之間的航天合作就終止了。
在回應媒體有關未來是否會有國外航天員進入中國空間站的問題時，郝淳表示，“一定會有國外航天員參加中國的航天飛行，并在中國空間站上進行工作和生活”。我方和國外航天機構(gòu)進行交流時，他們也提出了很多希望。國外的很多航天員已經(jīng)為參加中國空間站的飛行任務開始學習中文。由于目前中國空間站還處于建造階段，我國會隨著任務進程來開展國外航天員的選拔和聯(lián)合飛行的有關工作。
中國空間站建造后續(xù)將有哪些重大任務
據(jù)了解，按照空間站建造任務規(guī)劃，今明兩年我國將接續(xù)實施11次飛行任務，包括3次空間站艙段發(fā)射、4次貨運飛船以及4次載人飛船發(fā)射，于2022年完成空間站在軌建造。
載人航天工程辦公室主任郝淳在接受媒體采訪時介紹，我國空間站建造分兩個階段實現(xiàn)，一是空間站關鍵技術驗證階段，二是空間站建造階段。從今年到明年整體完成這兩階段的任務。按照中國航天任務規(guī)劃，兩個階段各規(guī)劃了六次飛行任務，其中關鍵技術驗證階段的第一次任務就是去年取得圓滿成功的長征五號B首飛任務。今年還要實施關鍵技術驗證階段的5次飛行任務，包括4月底天和核心艙的發(fā)射，緊接著會在5月和6月分別實施天舟二號貨運飛船和神舟十二號載人飛船的發(fā)射，其中神舟十二號飛船上的航天員乘組由三名航天員組成，他們將在軌駐留三個月。9月和10月將分別實施天舟三號貨運飛船和神舟十三號載人飛船的發(fā)射任務，其中神舟十三號飛船上的航天員乘組由三名航天員組成，他們將在軌駐留6個月。郝淳表示，以后6個月的在軌駐留將是中國航天員在軌駐留的常態(tài)。
據(jù)他介紹，明年將全面進入空間站在軌建造階段，一共規(guī)劃了6次飛行任務。包括空間站艙段問天和夢天的發(fā)射任務，還包括兩艘貨運飛船和兩艘載人飛船發(fā)射任務。這兩艘載人飛船也分別由三名航天員乘組組成，在軌駐留6個月左右。到明年年底我國空間站將完成在軌建造，轉(zhuǎn)入后續(xù)應用與發(fā)展階段。郝淳表示，空間站設計在軌壽命是不小于十年，通過航天員在軌維修、維護和一些設備載荷更換，可以延壽使空間站在軌工作更長時間。在軌期間，中方會安排開展大量空間科學、空間技術和空間應用實驗，有望取得一大批世界領先水平的科研成果、技術應用成果和科研產(chǎn)品。
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