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载人航天第三步——建立小型空间站  

2010-05-24 15:23:43|  分类: 鲜艳热点 |  标签: |举报 |字号 订阅

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“2011年,我国将发射‘天宫一号’目标飞行器和‘神舟八号’飞船,实施我国首次空间飞行器无人交会对接飞行试验。发射‘天宫一号’载人航天器是中国空间站计划的第一步,中国空间站计划的行动日程已经变得越来越明晰。”4月13日,中国载人航天工程副总指挥、总装备部副部长牛红光表示。

根据1992年中国正式提出的载人航天三步走计划,我国已经完成“上天”、“出仓”前两步,而第三步“建立小型空间站”也正式进入日程。

中国载人航天工程办公室的研究员季启明告诉《北京科技报》,“天宫一号”是为建立空间站而准备的一个空间实验室。它采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱,重8吨。可用于航天员驻留期间的在轨工作和生活。实验舱的前端安有对接、对接测量和通信设备。绕地顺时针方向飞行的“天宫一号”,最重要的作用就是帮助航天员进行航天器交会对接实验。

航天器交会对接是指两个航天器(宇宙飞船、航天飞机等)在太空轨道上通过对接,合并成在结构上连成一体的航天器的过程,这种技术是载人航天三大基本技术之一,也是在近地轨道组装大型空间站,组装飞往月球、火星等外天体的飞行器,为空间站运送航天员和物资,实现航天器在轨服务、应急救援等活动的基础。

然而,空间交会对接是一个难度很大并且非常危险的过程。在太空中,由于两个航天器都在高速运行,时速达到28000公里以上,因此,一旦在对接过程中计算不准,就可能发生飞船相撞事故。“1966年3月16日,人类的第一次航天器交会对接,美国‘双子星座’8号飞船,在航天员与‘阿金纳’目标飞行器手动操作交会过程中,就因人为扳错开关造成飞船的自控系统出现了故障,差点发生意外。此后,航天器空间交会对接发展成为无人自动方式。” 原总装备部副部长张建启中将告诉记者,为了充分保证航天员的安全,“神舟八号”飞船与“天宫一号”也将采用无人自动对接的方式。由于“天宫一号”的寿命只有两年,这意味着中国必须在两年之内与其进行空间交会对接实验,并将空间站计划进一步推行。

在中国载人航天“三步走”计划中,中国最终要建设的是一个基本型空间站,它的规模不会超过和平号空间站或国际空间站。

中国的基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个科学实验舱,能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接,总重量在100吨以下。其中,核心舱要求长期有人驻守。

根据标准,只有具备了20吨以上运载能力的火箭,才有资格发射核心舱,但是目前,中国火箭最大运载能力只有10吨,不仅无法将体积更大、重量更重的空间站发射升空,也满足不了空间实验室物资的运输要求。为此,目前我国正在研制运载能力达到25吨的大推力火箭“长征五号”。与之相配,还在海南文昌建设继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场,预计到2013年,该发射场就可以投入使用。

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中国载人航天工程发展规划显示,基本型空间站建成在2020年左右。“到时候,我国的航天员可能会从科研人员中选拔,为在空间站进行科学研究做准备。” 载人航天紧急救护专家组组长、解放军306医院特种病科高级顾问岳茂兴告诉记者,“他们要在特殊的环境条件下,完成飞行监视、操作、控制、通信、维修以及科学研究等工作任务,并能正常地生活。然而他们所处的环境,是由各种非金属材料构成的密闭舱室。因此,空间站上的生命保障技术就成为目前研究的关键。”

航天活动中的空气污染一直是各国航天毒理学者关注的问题。由于舱室内的空气会受到人体代谢性挥发产物、非金属材料释放出的有害气体、有毒化学物储存器或管道的泄漏物、食品或生活用品的挥发产物等多达 28类 117 种污染物的污染,如果没有完善的处理方法,航天员就会发生意外。

另外,由于空间站会有航天人员长时间留驻,因此,进一步深入了解空间辐射环境特点及其危害程度,并研究出防护途径目前就显得极为重要。

岳茂兴说,神舟载人飞船上天之前,我国载人航天工程技术部门已经设计了一套完整的航天器环境控制和生命保障系统,例如,一套完整的系统包括压力控制、气体成分控制供氧补氮、二氧化碳和有害气体祛除、温湿度和风速控制、食品供应、大小便等废物收集和处理的系统,并且该系统还具备减少污染源、消除污染的装置,并建有自动化污染浓度监测系统。为了保障航天员未来在空间站等太空环境中活动的安全,中国除了继续升级航天服的保障功能以外,还需要在医学防护领域进行深入探索,比如药物即航天辐射防护剂的防护就是航天员个体防护必不可少的部分,研制高效低副作用的航天辐射防护剂已经成为我国未来载人航天辐射防护的基本任务之一。

空间站建成后,载人飞船将成为天地往返的交通运输工具,它可以把生活、工作、实验用品运送到太空中,并将太空站中的废弃物运送到地球。据介绍,货运航天飞船的运行轨道预计会和当前的神舟飞船运行轨道相同,在天地大系统的支持下,不仅可以为空间站输送补给物资,还可以从空间站带回实验样品。

(转自北京科技报)

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