作者:周炳红

吴冰(中国空间技术研究院高级工程师)

我们说空间站,其实是相比于人造卫星等其它飞行器的,特点之一是它是一个很大的站,重量达几十吨甚至几百吨,卫星、飞船、探测器一般都在10吨以下。由于很大,价值很高,所以就长期运行。第二个特点就是有人长期照料。

空间站造价很高,目的是为了充分利用轨道空间的特殊环境优势,发挥空间站站得高、望得远的位置优势、空间大的体积优势、长期微重力特殊的力学环境优势,利用空间站外表高真空、宇宙辐射的特点。目前主要是开展科学研究,未来也会开展太空旅游、太空商业开发等活动。

随着梦天号科学舱发射成功,标志着我国天宫空间站全面建成。中国空间站由一个核心舱加两个科学实验舱构成,三个舱段的重量和大小基本相同,构成一个T字。共有13个科学实验柜,将开展超过1000项空间科学实验研究。

国际空间站第一个特点,顾名思义它是国际的,技术上核心推进舱由俄罗斯提供,为国际空间站提供轨道高度维持,需要的推进剂补加技术也是俄罗斯的。科学实验舱则主要是美国、欧盟、日本和俄罗斯拥有。第二个特点是大,接近一个足球场的面积,重量超过400吨。第三个特点是结构上是桁架式的,它有一个特别大的桁架,光这个桁架的总重量就超过100吨,大于我们国家整个空间站的重量。所以国际空间站从重量利用率上,就相对较低。第四个特点是时间长,建设时间超过10年,已经使用了10年,目前计划使用到2030年。以前网上很多说法,说中国空间站建成时,会成为世界上唯一的空间站,是不对的。

俄罗斯最近公开透露,计划独立建设一个新的空间站。外表看起来和我们的天宫空间站还挺像,也是结点模块组装式的。最大的特点是其空间站的轨道倾角大不相同,轨道倾角为97度,也就是90度附近。而我国空间站的轨道倾角是41.5度,国际空间站的轨道倾角是51.6度,这意味着什么呢?也就是天宫空间站和国际空间站,在地球上的高纬度地区是不可见的,而俄罗斯大部分地区纬度高于50度。所以俄罗斯计划中的空间站选择大倾角的太阳同步轨道。

美国在重返月球的计划中,将建设月球轨道空间站。这个空间站的特点主要是位置不一样,位于环绕月球的轨道上,方便宇航员登陆月球。

目前的空间站,主要是进行政府支持的科学研究活动。未来商业空间站的第一个特点是更加兼容多种客服的需求,可以供政府部门使用,也可以为工业和商业部门,还可以为私人提供服务。比如太空制造、太空工厂,生产高价值的药物,特殊的材料等。同时,它们也在考虑开发人工重力技术。人工重力有望让人类在太空生活更舒适,便于开发太空旅游商业服务,甚至建设太空旅馆。

但是,也要看到商业空间站发展的困难。美国的毕格罗公司,2016年就在国际空间站上搭载了可展开、充气式的太空舱,也有雄心勃勃的商业空间站计划,目前遇到资金困难,终止了公司运营。

文章由科普中国-星空计划(创作培育)出品,转载请注明来源

来源: 科普中国-星空计划(创作培育)

内容资源由项目单位提供