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货运飞船对中国空间站建设意味着什么
2017-04-21 阅读次数:

  相比于人们熟悉的神舟载人飞船、天宫空间实验室,天舟一号某种程度上还带着一些神秘色彩。它不载人,只运货,是我国第一艘货运飞船。在我国成功发射了11艘载人飞船、并将11名航天员安全送入太空之后,航天人才将这艘“运货”的飞船推上太空舞台。

  尽管亮相时间晚,但它的意义却不可小觑——天舟一号飞行任务被称作空间实验室飞行任务的“收官之战”。一旦任务成功,中国载人航天工程就全面走完第二步,接下来就进入第三步,即中国空间站的建设。也就是说,天舟一号任务之后,我国将迈进“空间站时代”。

  来自中国载人航天工程办公室的消息显示,天舟一号货运飞船飞往太空后,将与天宫二号空间实验室进行交会对接,开展推进剂在轨补加、空间科学和技术等试验验证。这对中国空间站的建设意味着什么?中国青年报·中青在线记者采访了相关专家。

  在航天科技集团五院天舟一号总设计师白明生看来,要搞清楚天舟一号在我国载人航天工程中的地位,还要从我国的载人空间站计划说起。

  上世纪90年代初期,我国正式启动载人航天工程,并确立“三步走”发展战略。第一步可以称作载人飞船阶段,主要任务是研制载人飞船,将航天员送到太空,开展空间应用实验并返回。中国载人航天工程实现了第一步战略任务目标。

  接下来是第二步——空间实验室阶段。这一阶段掌握了交会对接技术和出舱技术,成功对航天员中期驻留太空进行了验证。现在,第二步还剩下最后一项任务,就是天舟一号的飞行任务。

  根据白明生的说法,要建造长期有人照料的载人空间站,“人(航天员)”和“空间站”是两项最基本也是最重要的因素。空间站要运行,航天员要工作、生活,空间站运转所需的燃料即推进剂,以及人员相应的工作、生活物资都必不可少,这就需要有一个专门的运输工具,负责运输货物补给并为空间站“加油”——这个重要使命就由货运飞船承担。

  白明生说,从我国载人航天工程起步到现在,已经有了人员往返天地的工具,即载人飞船;能够实现航天器间的交会对接;能够保证航天员在太空工作一段时间,即一个月左右;甚至可以完成人员出舱活动——所有这些都是第三步建设空间站的基础。

  换言之,第一步、第二步是准备,目前准备工作即将完成。白明生说,一旦天舟一号完成任务,便意味着我国具备了向在轨运行航天器补给物资、补加推进剂的能力,这是确保未来我国空间站在轨长期载人飞行的前提。

  首先是“补给物资”。据白明生介绍,目前的神舟飞船,除运送航天员外,还能携带300公斤物资。但未来航天员要在空间站长期工作生活,就必须储备大量的食物、水、氧气和备份材料,这就需要更大的货运飞船,一次性把几吨重的货物送上去,而天舟一号一次能将不少于6吨的货物带上天。

  其次是“补加推进剂”。天舟一号货运飞船最大的亮点,正是与天宫二号空间实验室交会对接后,进行太空在轨推进剂的补给,即俗称的“太空加油”。开展推进剂在轨补加技术验证,将为我国后续大型空间站建设奠定基础。

  而这是国际公认的载人航天技术难题。航天科技集团五院天舟一号副总设计师徐小平告诉记者,目前仅有俄罗斯和美国有过类似的工程应用,国际空间站的这部分功能主要由俄罗斯完成。

  徐小平说,“太空加油”和在陆地上加油并不一样,天舟一号与天宫二号对接之后,通过两个航天器之间产生的气体压力,把推进剂从天舟一号上源源不断输送到天宫二号上,虽然看起来和地面加油差不多,但要真正实现起来,却并不容易:一要保证两个飞行器能准确对接,二要满足密封的要求,不让推进剂泄漏。

  为此,科研人员研制出“可浮动”的浮动断接器,对接时允许一定的偏差,以保证更好地对接,之后再“锁死”进行“加油”。徐小平说,由于这些技术无法在地面模拟实现,所以必须要在太空环境中实际操作才能检验技术的可靠性。这也赋予了天舟一号更艰巨的任务。
 

作者:中国青年报邱晨辉 王公为 文章来源:科学网(2017/4/21)
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