天宮空間站外形大變!規模急劇擴大,核心艙電推發動機後來居上

2020-12-20 巔峰高地

近日,我國載人航天辦公室與聯合國外空司聯合公布了入選天宮空間站的第一批國際合作項目,一座全新定義的「新國際空間站」仿佛已經初具雛形。有了第一批自然也就有後續的多輪多批國際合作,那麼,天宮空間站有足夠的空間容納這些合作項目麼?

自由號國際空間站

發展航天事業尤其是載人航天工程都是很消耗財力的事,比如目前在軌運行重達420噸的自由號國際空間站建設運營成本早已突破一千億美元,用這筆錢可以造20艘10萬噸級尼米茲核動力巨艦。

由我國單獨承建的天宮空間站自然是要有所為有所不為,通常媒體宣傳認為天宮空間站最大規模就是一座由天和號核心艙、問天號實驗艙、夢天號實驗艙加上一艘神舟載人飛船以及一艘天舟貨運飛船組成的80噸級空間站,實際上這早已是老黃曆。自2010年立項以來天宮空間站也經歷了多次設計改動,目前最新構型與最初版本對比也有很大不同。

天宮採用雙自由度衍架式太陽能電池翼

首先是兩個20噸級實驗艙電池翼升級為衍架結構雙自由度柔性砷化鎵太陽能電池翼,不僅光電轉換效率超過了30%,同時電池翼面積也成倍提升,供電能力更強。

然後是原本布置在2號實驗艙位置的巡天光學艙被單獨分離出來與天宮空間站共軌運行,但它仍屬於空間站組成部分。獨立運行的巡天光學艙也是十幾噸的大個頭,被視作中國版哈勃空間望遠鏡,就噸位而言與鎖眼偵察衛星大體相當,同時兼具對地觀測能力

巡天光學艙具備對天對地雙重觀測能力

問天號實驗艙與天和號核心艙各配有一部大型多自由度機械臂,兩隻機械臂可單獨使用也可組合交叉使用,主要用於空間站在軌組裝、維修等任務。

天宮與自由號國際空間站都運行在近地400公裡軌道,在高空稀薄大氣阻力下都面臨軌道衰減問題。比如自由號國際空間站每個月都會衰減2公裡高度,因此需要發動機點火提升軌道高度。

大功率電推力發動機已經投入在軌應用

此時天宮的後發優勢就體現出來了,我們在天和號核心艙上配置了大功率LT-100型霍爾電推系統。由於電推系統優異的比衝性能所以消耗燃料更少,因此天宮空間站一年只需發射一艘13噸級天舟貨運飛船就可以滿足燃料補給需求,效費比更優,而不是像自由號國際空間站那樣每年需要發射4艘貨運飛船。

天舟貨運飛船載荷比達到全球領先水平

進入今年以來中國航天各系統已經全線邁進空間站時代,天和號核心艙、神舟系列飛船、天舟貨運飛船、問天號實驗艙全部進入最後準備階段,眼瞅著天宮空間站即將夢想照進現實,老外們也終於按捺不住。

近日,來自歐洲大陸的義大利宣布他們正在與我國推進聯合研製「中意合作艙」工作,這意味著天宮空間站將迎來首次擴容,從公布內容來看「中意合作艙」將在天和號前端節點艙前向接口對接,合作艙規模絲毫不亞於天和號核心艙,至少也是20噸級,由高能宇宙射線探測艙、服務艙、推進艙三艙組合而成。

水平對稱T形布局的天宮

對接中意合作艙之後天宮空間站將由水平對稱T形布局轉變成水平對稱十字形布局,到那時天宮空間站將擴容至120噸級(包括巡天光學艙在內)。與此同時中意合作艙加上空間站節點艙還有剩餘3個對接口,還可以繼續對接擴容艙段,比如核心艙我們也有備份發射計劃,它可以像搭積木一樣與天宮對接。

隨著我國航天國際合作的深入推進,只要有需求同樣可以擴大成自由號空間站的400噸級。

天和號核心艙前端對接節點艙

比如俄羅斯目前在地面還有一座計劃對接自由號空間站的核心艙沒有發射,他們計劃待國際空間站退役之後將己方艙段與之分離,屆時也完全可以與天宮對接擴大國際合作規模。

天宮空間站是中國人的空間站,同時它也屬於全人類,展開對外合作也是建立在中國標準體系下的合作。近日載人航天總師周建平披露,天宮空間站針對通過嚴格篩選的國際合作項目免費提供貨物上行發射以及在軌運營服務。很多人一看到「免費」二字立馬就覺得難道這是要吃虧的節奏?

天和號核心艙

答案顯然不是,因為通過篩選的項目不論是科技含量還是應用價值都是最高標準,最重要的一點在於成果數據共享,也就是說外方出錢造設備然後數據必須也同時共享給我們,究其根本這是建立在我方獲利基礎上的雙贏合作。針對一些不合要求的合作項目我們自然有權拒絕,比如第一批項目審查中來自美國的項目就因為技術問題不達標而沒有通過選拔。

測試中的空間站機械臂

軌道空間站是空間探索領域最高階的大科技工程,放眼全球目前沒有一座單獨由一國承建的空間站在軌運行,我們通過天宮空間站的建設運營將全面突破掌握載人航天所有核心技術,到那時我們在太空就真的是海闊憑魚躍天高任鳥飛,進入自由發展的新境界。

相關焦點

  • 國際空間站故障頻發,4年後面臨退役,中國天宮空間站冉冉升起
    天空是蔚藍色,宇宙是黑暗的,是閃亮的,是無限的,是畏懼的,同時也是充滿希望的另一個空間,我們所居住的地球在太陽系中存活了將近50億年,和宇宙相比,地球微不足道,過去以美國為首的西方國家為了更好地在太空中工作,建立了國際空間站,如今故障頻發,4年後面臨退役,中國天宮空間站冉冉升起,成為最後唯一的希望
  • 中國空間站2020有望獨守太空 規模小花錢少(圖)
    第二步是完成載人飛船和空間飛行器對接,並建立臨時有人照料的空間實驗室,這項工作隨著「天宮一號」的發射正在展開。第三步,建造載人空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。國際空間站將在2020年退役,中國未來空間站卻計劃於2020年左右建成,這一時間上的巧合為中國空間科學發展帶來了契機。
  • 天宮二號發射成功 標誌著我國將邁入空間站時代
    10月中旬,神舟十一號載人飛船也在這裡發射,入軌後經變軌調相,與「天宮二號」在高度為393公裡的近圓對接軌道交會對接構成組合體,航天員進入「天宮二號」,開展空間科學實驗和技術試驗。組合體運行第30天,神舟十一號與「天宮二號」分離,航天員乘返回艙返回四子王旗主著陸場。「天宮二號」繼續在軌飛行。
  • 天宮三號提前竣工?中國超級火箭蓄勢待發,西方天價搶「門票」!
    據中國航天科工集團對外透露,預計在2018年春節期間,全球最大直徑固體火箭發動機將開始進行關鍵技術驗證——貨真價實的「中國造」!與美國保持多年的3.7米火箭直徑相比,中國這款超級火箭直徑達4.5米,未來將為快舟21、快舟31提供巨大的推力,可一次將「天宮三號」的核心艙段發射升空,中國空間站項目因此有可能會提前竣工。
  • 「天宮」裡能幹啥?中國空間站「天宮」首批國際合作項目公布了→
    ,共有來自17個國家的九個項目成功入選——這標誌著中國空間站國際合作進入新階段。據介紹,中國空間站將在2022年前後完成建造,具備支持開展大規模多學科的空間科學研究、技術驗證和空間應用的獨特優勢。聯合國外層空間事務辦公室主任西莫內塔·迪皮波當天對中國政府向聯合國成員國開放中國空間站的應用資源表示高度讚賞,稱中國的這一舉措有力促進了載人航天國際合作,使得更多的國家能夠有機會參與載人航天技術研究,是對聯合國2030可持續發展目標的有力支持。
  • 中國空間站2020年有望獨守太空 規模小造價低
    「天宮一號」結構示意圖第二步是完成載人飛船和空間飛行器對接,並建立臨時有人照料的空間實驗室,這項工作隨著「天宮一號」的發射正在展開。第三步,建造載人空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。國際空間站將在2020年退役,中國未來空間站卻計劃於2020年左右建成,這一時間上的巧合為中國空間科學發展帶來了契機。
  • 天宮空間站和17個國家合作,為何會沒有美國?原因出在美國身上
    空間站又名太空站、航天站,是一種近地軌道長時間運行,可供給多名航天員巡防,長期進行科研工作和生活的載人航天,而目前在軌運行最大的空間平臺,就是國際空間站,這是由美國NAS主導,俄羅斯航天局,歐洲空間局、日本航空局以及加拿大空間局為主,共計16個國家共同建造、運行和使用的空間站,也是有史以來規模最大
  • 美國後院著火,該國和中國合作天宮空間站
    展望未來,很有可能登上天宮的第一個老外,就有可能是義大利的飛行員。天宮空間站很多人都不知道這是一個什麼樣的布局,又或者是一個什麼樣的建設。因為我們中國從來都沒有大肆的宣傳,有關於天宮空間站的消息。儘管是有類似的消息,也只不過表示這只是一個小型的空間站罷了,是在近地軌道內的。
  • 天宮2號即將墜毀,不會有天宮3號了,將會有新的空間站!
    天宮2號的全稱是天宮2號實驗室,它是在天宮1號中國自主研發的第2個空間實驗室,也是中國第1個真正意義上的空間實驗室。目前天宮2號一直在空中正常的運行著,但是在一周之後天宮2號將會人為的受到控制,進入到大氣層並且墜毀。
  • 天宮二號成功實施兩次軌道控制:順利入軌-天宮二號,空間站,航天...
    據最新消息,15日晚成功發射的天宮二號在北京航天飛行控制中心精確控制下,於16日成功實施了兩次軌道控制,順利進入在軌測試軌道。據悉,和之前的天宮一號相比,天宮二號與神舟十一號的交會對接、組合體運行和飛船返回,開展軌道高度與未來空間站的軌道高度基本相同,不過飛行任務的軌道控制策略與測控模式更加接近未來空間站要求。北京航天飛行控制中心總體室主任陳險峰說:「天宮二號目前狀態良好,各分系統工作正常。」
  • 美國飛船出師不利,17國翹首以盼天宮空間站
    921載人航天工程立項27年來陸續發射了11艘神舟系列飛船、1艘天舟貨運飛船、兩艘天宮系列空間實驗室,共計完成14人次航天員天地往返飛行任務,連續攻克載人天地往返、多人多天、出艙行走、交會對接、在軌燃料補加等一系列核心技術,目前航天系統正在全線備戰天宮空間站工程。
  • 中國空間站即將運行,有16國被批准登上「天宮」,美:那我們呢?
    其實在國際範圍內,還有一項工程與阿波羅登月工程不相上下,這就是國際空間站工程。它由多個國家聯合建造,花費了整整22年的時間,堪稱人類歷史上規模最大的航天工程。雖然國際空間站工程耗費了巨大的資金,但是並沒有太長的使用時間。它預計在2024年關閉,屆時整個太空也就只有我國的「天宮」號空間站繼續承擔空間站的實驗任務。
  • 全球唯一空間站將停擺,未來只有「天宮」可用
    在國際空間站的建設和運行當中,雖然俄羅斯提供了核心艙和一大部分重要的艙段,還在後期提供了幾乎全部載人飛船,但建造和使用國際空間站的經費,幾乎都是美國、歐洲和日本支付的。 即使俄羅斯自己搞一個空間站,俄國內的科研活動經費也完全不足以支撐空間站的運行。 難道俄羅斯就沒有出路了嗎?答案自然是否定的,其或可將中國作為新的方向。
  • 義大利加入天宮二號空間站項目,建立中意太空艙,美國「啞了」
    據義大利媒體4月7日報導,就在義大利和中國聯合抗擊病毒的時候,兩國又在航天領域展開了合作,準備共同建立一個中意太空艙,使其與中國的天宮二號空間站融合。大家都知道,天宮二號空間站是太空中唯二的空間站,而現在國際空間站離退役的時間也越來越近了,一旦國際空間站退役,那麼天宮二號空間站,就是世界上唯一的空間站了。
  • 電影《地心引力》的中國元素:天宮空間站和神舟飛船彰顯大國實力
    更讓國人感到意外的是影片的後半部分有長達15分鐘的篇幅來講述美國女博士斯通曆經艱辛登上中國天宮空間站,並駕駛神舟飛船最終安全返回地球的情節。中國首次在銀幕上拯救了美國,是不是讓人意外和眼前一亮,本篇文章主要講到的是加入到這部太空佳作中的中國元素:空間站技術和太空飛船技術。在女主角逃亡之路的一開始,首先映入眼帘的便是天宮一號空間站。
  • 「新中國的第一」第一個空間實驗室平臺「天宮一號」
    央視網消息:作為中國航天史上規模最大的跨世紀重點工程,中國載人航天工程實施至今,取得了舉世矚目的成績。系列報導《新中國的第一》今天帶您走近我國第一個空間實驗室平臺「天宮一號」。第二階段最核心的任務就是空間交會對接。「天宮一號」作為一個全新的載人太空飛行器,既要作為交會對接的目標飛行器,又要實現從單一太空飛行器飛行,到多太空飛行器在軌對接、組合體飛行的跨越,還要具備空間實驗室平臺能力,確保航天員駐留安全,保障空間科學與技術實驗。
  • 國際空間站面臨散架,西方將目光投向中國,天宮號建成時間已確定
    即便是樂觀估計,這座空間站恐怕都會在4年之內徹底停用,此時西方航天界就不約而同的將目光投向了我們的天宮空間站。 根據最近的新聞來看,國際空間站其實從去年開始就頻繁發生輕微故障,最值得警惕的就是在2019年出現的空氣洩露事故,到了今年的8月份,洩漏速度比當初擴大了5倍。
  • 中國空間站向世界開放:17國獲準登上「天宮」,美國慘遭一票否決
    自古以來,人類從未停止對於太空的好奇心,為此不僅發明出了天文望遠鏡等觀測類高精尖儀器,還掌握了運載火箭、宇宙飛船等先進太空運輸技術,重要的是,1971年時,蘇聯還建造了人類第一個空間站——禮炮一號,從此人類開啟了在太空中進行科學研究的序幕。
  • 「天宮號」空間站到底多強?美國已高攀不起
    今天我們就來聊一聊這個話題,聊一聊我國的另一款國之重器---中國空間站。說起我們國家空間站研發之路啊,可謂一波三折,好在我們的空間站即將橫空出世!因為根據計劃,我國空間站將從2020年也就是今年正式開始發射建設工作,預計2022年前後建成投用。在歡呼雀躍的同時,我們依然不能忘記曾經遭受的各種阻撓各種欺凌。
  • 「天宮一號」答小記者問
    2011年9月29日21時16分,在酒泉衛星發射中心,我國首個目標飛行器「天宮一號」成功發射升空。這是我國載人航天工程實施以來的第8次發射。隨後,「天宮一號」接受了眾多小記者的視頻採訪。 以下,是文字實錄。