“一闪一闪亮晶晶,满天都是小星星。”相信同学们小时候都听过这首《小星星》。当晴天的夜晚来临,仰望天空,会看到散落在天幕上闪烁的行星。面对这漫天星辰,大家可能会产生个漫游星空的梦想, 或是成为“摘星人”,找到那颗想要的明星。

而在浩瀚的宇宙之中何以为家,中国航天人给出了答案,那就是中国载人空间站“天宫”。2021年4月29日,作为这个太空家园最重要一环的天和核心舱在海南文昌航天发射场成功发射,成为中国空间站建设的里程碑时刻。5月29日,天舟二号飞船“送货上门”。6 月17日,神舟十二号载人飞船带着首批“旅客”聂海胜、刘伯明、汤洪波入住核心舱,开启了中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行任务。同年10月,第二批“旅客”翟志刚、王亚平、叶光富乘坐神舟十三号空间站,开启长期驻留阶段。


空间站的发展和及格线

空间站概念的提出可以追溯到1869年,此后,俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和德国科学家赫尔曼·奥伯特也对空间站进行过设想。但是由于当时科技发展水平有限,从设想到实践之间有着十分遥远的距离。

在后来的美苏太空竞赛中,1971年苏联发射的“礼炮一号”成为人类第一个顺利升空的空间站。1998年11月国际空间站的第一个模块(“曙光号”功能货舱)发射升空,随后不断扩充,由多个国家分工建造并共同使用。“曙光号”功能货舱被沿用至今,成为国际太空开发合作的标志。

空间站作为人类在太空赖以生存的场所,其构造、功能都有着极高的门槛要求。首先空间站必须在地球轨道上环绕,要有精确的轨道数据计算。其次,正如谚语“罗马不是一天建成”的那样,空间站的各部分需要多次火箭发射,并在太空中完成对接组装。同时为了保证空间站的长期正常运行,需要对零件更替保养,并且由货运飞船和载人飞船分别补给物资和更替人员。最重要的是,空间站必须维持生存环境,供氧、供水、平衡气压、防辐射等都是必备的。当然也要配上网络、健身器材等,让航天员在工作之余身心放松,提升空间站的生活品质。

“天宫”的优秀起跑

天宫空间站由天和核心舱、梦天实验舱、问天实验舱、神舟载人飞船、天舟货运飞船五个模块组成。各个飞行器既具备独立飞行的能力,亦能和核心舱拼接组合变成不同形态,承担多种任务,可谓“分则各自为王,合则天下无双”。

相比由多国这么多年以来联合建造的国际空间站,天宫空间站一期工程百吨级的吨位的确显得处于劣势。但是国际空间站的利用率显然并不高,在其420的吨位中只有约三分之一的规模是给航天员来工作和生活的。除此之外,国际空间站仅有3个实验室,且其中安装的实验机柜数量并不多。而中国天宫空间站一期可安装23个机柜,在吨位不占优的情况下可谓利用率相当高了。并且,“天宫”后期还会不断扩大规模,追赶上国际空间站的步伐。

目前中国发射的天和核心舱,其先进的技术、各项标准都位于世界一类水平。其长度达16.6米,总质量达22.5吨,内部总空间达50立方米,是目前质量、体积最大的单模块空间站舱段。并且仅仅一个“天和”就具备了国际空间站三大舱段的功能,即存储燃料、生命保障, 轨道控制。天和核心舱的这些优点为后期空间站的扩张、开展实验和探索任务打下了坚实的条件基础。

“天宫”未来可期

2022年,中国载人航天事业取得了进一步突破。这一年,神舟十四号、十五号载人飞船成功发射,问天、梦天实验舱等顺利对接,中国空间站建设取得历史性突破……回首这一年,我们在天上解锁了哪些成就?

5月10日,搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭在文昌航天发射场成功发射,这是我国载人航天工程的第22次发射任务,也是中国空间站建设从关键 技术验证阶段转入在轨建造阶段的首次发射任务,揭开了中国空间站在轨建造的序幕。

随后,中国空间站在轨建造阶段的首次发射任务——神舟十四号载人飞行任务取得圆满成功。陈冬、刘洋、蔡旭哲3名航天员进驻天和核心舱,开启了为期6个月的在轨驻留。

7月、10月,问天实验舱、梦天实验舱陆续发射,中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。

梦天实验舱发射成功的9天后,天舟五号货运飞船搭载长征七号遥六运载火箭发射,与在轨运行的空间站组合体成功进行自主快速交会对接,时间仅用2小时,创造了世界航天史交会对接历时最短的新纪录。

11月29日,中国空间站在轨建造迎来收官之战。费俊龙、邓清明、张陆3名航天员搭乘神舟十五号载人飞船并顺利进驻中国空间站,神舟十四号、十五号两个航天员乘组首次实现“太空会师”,创造中国航天的历史性时刻。

中国航天人的日程可谓排得满满当当,我们也期待每次发射任务都能取得圆满成功,“天宫”建设一切顺利。

“天宫”正如其名一样,在中国航天人的不断努力下必将成为一座满足生活、实验、空间探索等多需求的天中宫殿。“摘星星”的中国航天人在浩瀚的宇宙中,也能拥有一个安全、温暖的港湾。

宇宙中的多功能家园

空间站是太空旅行的航天员一个安身之处,在保障生活质量的同时也要进行科研实验等项目的开展。除此之外空间站还有一项重要作用——在今后对距离更遥远的星球进行探索时,它可以成为人类的中转站、前哨站。

长时间在太空这种失重环境下,航天员的生理和心理都会受到冲击。在今天,空间站是唯一可以长期供航天员进行工作和实验的航天器,随着技术的不断发展,空间站通了更快的网,有了更多的健身器材、更完善的生活设施。追剧、听音乐、运动等活动,能让航天员身心都得到放松,以便更好地开展科研活动。

此外,空间站还可以测试未来可能用于太空探索的各类技术、设备和飞船,还能成为探索建造更大型飞船的实验模型。现代空间站这种搭积木式的建造方式,可以为建造更大、更合理的宇宙飞船提供经验。人类如果想飞往更遥远的深空,空间站必然是这趟旅途的大本营之一。

来源: 江苏青少年科学素质手册

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