带你了解“天和号”核心舱

   日期:2021-04-29     来源:钱江晚报    亚洲真人爱爱图片    
核心提示:4月29日,运载着中国未来空间站核心舱的“胖五”,即将发射。除了在发射现场见证这一激动人心的发射外,钱江晚报·小时新闻记者也独家对话到了国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光,为我们讲解有关核心舱、空间站和航天员的知识。

钱江晚报·小时新闻特派记者 陈伟斌 发自海南文昌

4月29日,运载着中国未来空间站核心舱的“胖五”,即将发射。除了在发射现场见证这一激动人心的发射外,钱江晚报·小时新闻记者也独家对话到了国际宇航联空间运输委员会副主席杨宇光,为我们讲解有关核心舱、空间站和航天员的知识。

 

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建造空间站就像搭积木

有的部分还有“扩展槽”

Q:这次发射的空间站核心舱,以及未来将发射的实验舱,有多大多重?

A:这次发射的核心舱主要由以下几部分组成——大柱段、‍小柱段和节点舱,共有3个对接口、2个停泊口和1个出舱口。核心舱全长16.6米,大柱段直径4.2米,小柱段约2.8米,重约22.5吨,内部居住空间超过50立方米。

核心舱的大柱段,顾名思义,核心舱的这部分有点像一根直径达4.2米左右的柱子,这是核心舱直径最大的那部分。‍‍未来将发射的实验舱从体型上看,和核心舱差不多。为啥是这么个直径?

因为“胖五B”顶端整流罩‍‍的直径是5.2米,所以核心舱直径最大肯定不能超过5.2米,而且为了防止火箭在飞行过程中,巨大的‍‍推力产生的剧烈振动将核心舱内的有效载荷损伤,还必须留出一定的间隙。此外,这也是因为“胖五B”火箭最大的运载能力是二十多吨。所以需要分三次发射,才能最终组合完成空间站的初期建设。‍

“天和”核心舱是未来空间站的指挥控制中心。航天员的生活起居要在这里进行,并将在此开展一定的空间科学实验和技术试验。核心舱还有资源舱以及后端通道。后端通道可供航天员出入货运飞船。除了最末端的货运通道用来对接飞船外,最前端的球形节点舱还有4个对接机构:前面和底部的用来对接载人飞船,旁边两个则对接实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ。同时,顶部还有一个出舱口,供航天员开展出舱活动。为了让航天员在太空中的长期生活能够更加舒适。未来加上两个实验舱后,空间站整体能够达到110立方米。此外,空间站还为每个航天员配置了一台平板电脑,除了可以连接舱内设备进行工作和监测外,还可以连“WiFi”上网。

此外,天和号核心舱配备了一大一小两个机械臂,它们可以分别工作和联合完成一系列空间建造和服务,包括舱段转位与对接、支持航天员出舱活动、空间站舱外状态检查、悬停飞行器捕获等工作。

 

‍Q:中国未来建成空间站后,其规模主要就是这三部分组成‍是吧?‍

A:对。我国未来空间站,也就是天宫空间站,主要的三大模块就是天和号核心舱‍和问天号、梦天号的试验舱,此外还计划有巡天号光学舱,以及对接的天舟货运飞船和神舟飞船,所以整个加起来约有100吨重,这样可以构成一个比较庞大的空间站。

但这只是初期的一个规模,未来其实是可扩展的。中国未来的空间站建设,采用的是模块化设计,这就像大家玩乐高一样。

所以说我们的核心舱和实验舱为什么都要有节点舱?就是因为各个组成部分需要通过节点舱把彼此连接到一起。

核心舱有两个停泊口用于连接两个试验舱,‍等于是这两个实验舱永久固定在这两个口上,组成一个空间站。但这只是一个基本构型,核心舱前后还‍‍各有一个对接口,节点舱的下方朝下也还有一个对接口,此外还有一个出舱口。

所以除了两个停泊口以外,核心舱还有三个对接口可以停泊,用以连接其他航天器,包括神舟载人飞船、天舟货运飞船等。

如是组成的空间站可能会在太空运行若干年,‍‍但未来还是可以扩展的,也就是说未来我们或许还可以有第二个核心舱对接上去,并且未来的舱体依旧会设计更多“扩展槽”般的接口和停泊口,最终实现空间站的不断拓展。‍

此外,还有空间机械臂,用于在轨组装和舱外作业。

 

Q:核心舱都要具备哪些功能?

A:核心舱内部其实分为‍资源生活舱、居住舱,‍‍以及节点舱。‍从未来空间站的基本功能来讲,此次发射的核心舱有这几个功能——

第一个是支持航天员长期在轨驻留,因为将来整个空间站建成后,在货运飞船不断的给送补给的情况下,每批航天员或许都要在空间站里连续驻留很长一段时间,就像现在仍在使用的国际空间站一样,只不过航天员会不停的轮换,这个空间站也会存在十几年甚至更久。‍

要实现连续驻留就要有一个居住条件,最基本的就是它不能太小。‍实际上等于每个舱内至少要有50立方米以上的空间,才能供三位航天员居住和工作。目前看,核心舱的实际空间可能比这还要大,约有110立方米。‍我们可以对标一下国际空间站,其加压空间约916立方米,居住空间约388立方米,‍所以说它所需的空间是非常大的。

光空间大还不行。要让航天员能在其中长期居住,最重要的是要有一套环控生保系统(‍环境控制和生命保障系统),也就是物化再生式生命保障系统,这必须是一套可再生式的‍防控生保系统,保证舱内资源可以重复使用,比如舱内的水和氧气等,都必须具备被收集后重复使用的功能。‍

此外,核心舱其实还有一些其他的功能,比如我们的空间站的管理和控制,包括它的姿态控制、电源、通信等等,都是以核心舱为枢纽来进行控制的。有点类似未来空间站的“主脑”。

而且这次核心舱上天以后,神舟十二号飞船也将在不久后择期发射,并可能带着三名航天员进核心舱,一个是要在里面待三个月,验证我们的航天员和能不能正常在核心舱环境里生活工作三个月。因为我们以前最长的经验,只有在里面在天宫二号里面待过一个月,没待过三个月。

还有一个重要的任务,要验证出舱技术。过去我们只在神州七号时,航天员翟志刚出过一次舱,而未来有很多科学实验都需要在舱外进行。

 

Q:气闸舱都有哪些作用?‍

A:气闸舱有两个门,一扇对内一扇对外。航天员先进入气闸舱,然后把气闸舱给关上,形成一个密闭空间,把里面的空气给排掉(我们是用抽气机抽出来保存起来再循环利用),‍‍让它变成一个真空环境,打开气闸舱的门,就可以出舱了,然后做各种各样的实验或者维修。

回来时也一样,‍‍先进到气闸舱,然后再把舱外的门关掉,关掉后又变成一个封闭空间,‍‍然后给它充气,‍‍充到一个大气压,‍‍和里舱‍的‍压力一样,再把里面的门打开,航天员就又可以回到生活舱了。‍‍

所以气闸舱非常重要。‍

我们这个空间站将来的主气闸舱是在问天试验舱里,‍‍将来真正做大量出舱活动是靠‍‍问天号试验舱。因为有这个舱个头比较大。‍‍核心舱的节点舱‍‍也可以作为一个小的气闸舱来用。

 
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