刊登日期 : 2021-02-22
中国航天科技高速发展,太空站在2021年春天进入发射和轨道建造阶段,预计2022年前后完成。这消息自然是激动人心,但大家在阅读相关资讯时,会否被当中“太空站”、“天宫”、“天和”、“核心舱”、“问天实验舱”等一大堆名字弄糊涂了呢?
中国航天科技进步 完成载人“3步走”
中国在上世纪90年代启动载人航天工程,并规划了“三步走”战略:第一步是发射载人飞船;第二步是突破太空人出舱和空间飞行器交会对接技术、发射太空实验室;第三步就是2021年开始建设第一个太空站(内地称为空间站),这也是最体现中国航天科技的一步。
中国太空站也被称为“天宫”。“天宫”这名字,以往曾用于载人航天工程“第二步”发射的太空实验室“天宫一号”和“天宫二号”;它们为中国太空站的建设作验证,完成任务后均已落入大气层烧毁。
中国太空站会用类似“砌积木”的方法,由多个部件(航天术语称为“舱段”)组合而成。其中首先发射上太空、起基础作用的“第一块积木”便是“核心舱”,它的名字叫“天和号”或“天和核心舱”。
“天和核心舱”呈圆柱型,长16.6米,大约等于一辆货柜车;最宽处直径4.2米,重约22.5吨,是中国目前建造最大的航天器。它分成“生活控制舱”、“资源舱”和“节点舱”3部分,各有功能。
“生活控制舱”,顾名思义是太空人生活地方,也是太空站的管理和控制中心,并可以做一定的科学实验;它在“天和核心舱”的中间部份,占整体长度一半以上,外部还装有搭建太空站所用的机械臂。
中国航天科技新思维 打造1核心舱+2实验舱
而“节点舱”是“天和核心舱”前端的球形部份,作用如同“连接器”。它设有两个“对接口”,用以对接第二、第三块“积木”,也就是随后发射的两个实验舱,以合组成完整的太空站。
“节点舱”还有两个“停泊口”,用以接驳接载太空人往返天地的“神舟”飞船,所以它也是太空人进入“天宫”的大门。“节点舱”上方另有一个“出舱口”,供太空人走出太空站外做实验,或为太空站外部作维修。
“资源舱”则在“天和核心舱”后端,是为太空站提供能源和动力的部份。它还配备4部先进的“霍尔电推进系统”;由于太空站在大气阻力下会出现轨道衰减,亦即高度不断下降,所以每隔一段时间就需要发动引擎,以升回适当的高度。
据报道,电推引擎消耗燃料少,因此中国太空站一年只需发射一艘13吨级货运飞船,就可满足燃料补给需求,远少于国际太空站。
“资源舱”尾部亦设有一个飞船的停泊口,它是载送物资的“天舟”货运飞船专用。
另外,刚才提到“天和核心舱”会对接两个实验舱,这两个实验舱同样“有名有姓”。其中1号实验舱名为“问天”。没错,就是探测火星的“天问”倒过来。它除了作为太空科学实验和技术试验的场所外,亦有“关键平台”的功能,在必要时可以接掌整个太空站的管理控制,并作太空人应急避难场所。
太空建400呎“大屋” 展现中国航天科技决心
“问天实验舱”也有太空人出舱口,又配置了小型机械臂,可进行舱外载荷自动安装操作。
至于2号实验舱名为“梦天”,实验功能与“问天”类似,但它的出舱口是货物专用。
公开资料显示,“问天”和“梦天”均是20吨级,和“天和核心舱”相约。当这3块“积木”合组成太空站后,会形成一个“T”字形(有载人太空船停泊时会变成十字形),运行在距离地球340至450公里的近地轨道上。
中国太空站的设计寿命10至15年,并能通过维护维修以延寿。它可容纳3名太空人生活和工作长达一年,轮换期间可以短期容纳6人。据悉,“天和核心舱”供太空人生活的空间大约50立方米,再加上两个实验舱,空间能达到110立方米。110立方米是什么概念?大约是一个实用面积近400呎单位,相当不俗。
按照计划,要完成中国太空站的建设共需要两年和11次火箭发射任务。其中作为“第一块积木”的“天和核心舱”,2021年春季由“长征五号B”运载火箭带上太空,之后“问天”和“梦天”实验舱发射,三者对接后太空站便从建造阶段转入营运阶段。此外,“神舟”载人飞船和4艘“天舟”货运飞船亦将相继升空,为太空站运送轮换的太空人和物资补给。