天宫空间站经常被形容成“麻雀虽小,五脏俱全”,这是一种误解,实际上天宫确实不小,它由天和号核心舱、问天号实验舱、梦天号实验舱、天舟货运飞船、神舟载人飞船、巡天光学舱组成,一期建成规模即可达百吨级,未来还将视需求再拓展。

长征五号B遥一运载火箭

诺大的空间站将如何在轨搭建呢?近期有媒体总结指出天宫空间站关键技术验证阶段与建造阶段共有11次发射任务,这是第二个误解,因为他们忽略了今年上半年首飞的长征五号B遥一火箭,此次发射已经属于天宫空间站工程的首次发射,目的是验证空间站大型舱段发射能力,检验长征五号B遥一的工况可靠性。

具体而言,天宫空间站发射计划如下:

关键技术验证阶段:

1.长征五号B遥一运载火箭首飞

2.长征五号B遥二发射天和一号试验核心舱

3.长征七号遥三发射天舟二号货运飞船

4.长征2F遥十二发射神舟十二号载人飞船

5.长征七号遥四发射天舟三号货运飞船

6.长征2F遥十三发射神舟十三号载人飞船

关键技术验证阶段发射

建造阶段:

7.长征五号B遥三发射问天号实验舱

8.长征七号遥五发射天舟四号货运飞船

9.长征2F遥十四发射神舟十四号载人飞船

10.长征五号B遥四发射梦天号实验舱

11.长征七号遥六发射天舟五号货运飞船

12.长征2F遥十五发射神舟十五号载人飞船

建造阶段发射

问题来了,为什么天和一号称之为“试验核心舱”呢?因为它将通过两批次神舟载人飞船、天舟货运飞船的在轨组合运行,检验核心舱交会对接、再生式保障、组合体运行、动力等系统功能的工况可靠性,确认无误后直接在轨转正。

两年时间内完成4艘神舟载人飞船的批量发射,此前在天宫一号空间实验室任务阶段就已经验证,神舟八号、九号、十号三艘飞船曾在一年半时间内完成发射。

神舟载人飞船

天宫空间站在轨建造将由文昌发射场与酒泉卫星发射中心联动实施,完成在轨建造后神舟载人飞船将以每年两艘频次发射,航天员在轨驻留时间为半年左右,届时载人航天将进入“高密度发射”的新常态。

天宫空间站的“大”不仅体现在舱段体积上,还体现在强大的在轨工作能力:

天和号核心舱

1.纵观发射任务安排可知,几乎每发射一艘神舟载人飞船都伴随有一艘天舟货运飞船,这是因为建造初期对各项物资的消耗与天地运输需求较大使然,进入正式运营阶段天舟货运飞船发射频率有望降低为每年一艘,这主要得益于天和号核心舱应用了电推发动机,它可以用最小的燃料工质消耗补偿由于高空大气干扰产生的升轨需求。

核心舱尾部货运飞船对接口

2.配置有光电转换效率最高的三结砷化镓太阳能电池,同时创造性地应用了二次展开的桁架式柔性太阳能电池翼,发供电效率远超国际空间站;

3.配置抓取能力达25吨的七自由度大型机械臂,它可以与一套七自由度小型机械臂配合使用,不仅能实现空间站舱段转轨对接,还能抓取停泊状态中的航天器;

核心舱大柱段内部

4.大型科研机柜数量16个,空间利用率远超国际空间站,还配置有若干空置机柜安装空间。得益于强大的科研工程能力,已有来自17个国家、23个实体的9个项目成功入选天宫空间站工程,后续类似项目还将越来越多,而这些国际项目将在新合作模式下实现产出最大化,即由中国提供发射与搭载机会,尔后这些项目必须与我们共享一切科研数据,如此一来可以使得天宫更加聚焦科研,比起过去国际空间站的门户有别要优越得多。

天宫空间站异体同构周边对接试验

正如载人航天工程总师周建平说得那样:做载人航天这样的事情,一定是大国才能做的事情,一定是有为人类发展,为人类进步,为人类文明做出贡献的,有这样担当的大国才会去做的事情。

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