165秒,数说“问天”

2022-07-24 0 605

中国空间站问天实验舱各项准备工作已经就绪,近期将择机发射。165秒,让我们用一组数字带你走近中国空间站首个实验舱!

165秒,数说“问天”

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“问天”实验舱出征在即,本次任务有何看点?

来源:澎湃新闻

中国空间站即将迎来新的舱段——问天实验舱,该舱段也是我国迄今为止发射的最重载荷。

问天实验舱即将搭乘长征五号B遥三运载火箭发射升空,此前,7月18日,问天实验舱与长征五号B遥三运载火箭组合体已转运至发射区。那么,本次发射任务有何看点呢?

 

165秒,数说“问天”

问天实验舱与天和核心舱外形对比图。本文图片来源:中国载人航天官网、航天科技集团五院、一院、央视新闻截图。

空间站首次有人状态迎接航天器

此次发射是中国空间站进入建造阶段后的第三次发射,也是这一阶段首次在有人状态迎接航天器来访。

据航天科技集团五院空间站任务总设计师杨宏此前介绍,中国空间站总体构型是3个舱段,包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,整体呈T字构型。其中,天和核心舱已在2021年4月发射成功。

问天实验舱发射后,将与中国空间站进行对接,这也是空间站首次在有航天员的状态下迎接航天器来访。澎湃新闻(www.thepaper.cn)从抓总研制问天实验舱的航天科技五院获悉,问天实验舱将与天和核心舱完成前向对接,完成“一”字构型。

7月17日,天舟三号货运飞船完成全部既定任务,于17日上午撤离空间站组合体。天舟三号撤离前停靠的对接端口,是空间站核心舱的前向对接口,这也是后续问天实验舱发射以后要对接的对接口,所以在问天发射之前,天舟三号要从组合体撤离,让出对接口迎接问天实验舱的到来。

23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体,将是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接,也是我国空间站第一次在有人的状态下进行交会对接。如此大场面,“身经百战”的对接机构依然可以驾轻就熟。

165秒,数说“问天”

中国空间站总体构型是3个舱段,包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,整体呈T字构型。

国内最大的单体航天器进入太空

据了解,问天实验舱轴全长17.9米,舱体最大直径4.2米,发射质量23吨,工作舱、气闸舱、资源舱三部分组成,与天和核心舱相比,问天实验舱更重、更大,具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力,是国内迄今为止发射的最大的单体航天器。

问天实验舱配置了与核心舱一样的航天员生活设施,将来可以与核心舱一起,接受两艘载人飞船轮换期间6名航天员的生活,若天和核心舱出现故障,问天实验舱可以作为备份舱段对空间站进行控制。

据悉,迎来问天实验舱后,航天员将进入舱内启动生命维持系统,完成科学实验柜的组装,同时开展交叉科学实验。作为航天员未来在空间站内进行空间生命科学研究的主要基地,问天实验舱的工作舱也更为宽敞,舱内配置了多台科学实验柜,推动我国在生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究。

此外,全新的太空授课也将在问天实验舱开展,航天员还会择机首次从问天实验舱的出舱口出舱。此前,神舟十四号航天员乘组已经完成了对舱外航天服的巡检测试。按计划,在轨期间他们将从问天实验舱出舱口完成2到3次出舱活动。

搭载了三名航天员的神舟十四号载人飞船在上个月6月5日发射成功,采用自主快速交会对接模式,经过6次自主变轨后在当日17时42分成功对接于天和核心舱径向端口,整个对接过程历时约7小时。6月5日20时50分,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。6月6日,三名航天员在12时19分顺利进入天舟四号货运飞船。

据了解,神舟十四号三名航天员的伙食有鱼香肉丝、宫保鸡丁、麻婆豆腐,有鸡有鱼、荤素搭配。豆浆、月饼、巧克力,传统饮品、特色小吃等等,而且还能自己做酸奶。

165秒,数说“问天”

问天实验舱。

长五B火箭首次零窗口发射

执行此次发射任务的是长征五号B运载火箭(以下简称长五B火箭)。作为我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,长五B火箭拥有长达20.5米的国内最大整流罩,近地轨道运载能力达到25吨级。

长五B火箭是在长五火箭基础上研制的一级半构型运载火箭。作为“胖五”家族的一员,其在2020年5月5日首飞成功,将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入太空。2021年4月29日,长五B火箭成功发射天和核心舱,打响了空间站建造的开局之战。

根据中国载人航天工程办公室介绍,今年将实施6次飞行任务,完成我国空间站在轨建造。其中,长五B火箭在7月发射问天实验舱与天和核心舱对接,10月发射梦天实验舱与天和核心舱对接,完成中国空间站在轨建造。

澎湃新闻从抓总研制长五B火箭的航天科技集团一院获悉,本次任务中,长五B火箭实施零窗口发射,这也是长五系列火箭首次执行零窗口发射任务。“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口,也就是要求火箭必须分秒不差地点火升空。

火箭院长五B火箭总体副主任设计师刘秉介绍:“问天实验舱需要与空间站天和核心舱进行快速交会对接,因此,必须在规定时间分秒不差地发射,否则将无法到达指定位置,需要耗费巨大代价调整轨道;甚至导致发射终止,那就需要等待下一个发射窗口重新组织发射,严重影响任务周期。”

 

165秒,数说“问天”

长五B火箭拥有长达20.5米的国内最大整流罩,近地轨道运载能力达到25吨级。

国内最大面积太阳翼上天

随着更多的科学实验任务的开展,空间站载荷供电需求也成倍增加。因此,问天实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼,单翼全展开状态下长达27米,面积可达134平米,不管是展开面积还是供电能力,全新升级后的“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多,双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了“用电无忧”。

除了“新面貌”令人惊艳,问天实验舱太阳翼还将以全新的“出场方式”亮相。为了避免问天实验舱与空间站组合体交会对接时产生的碰撞会对“全部张开的翅膀”带来冲击损伤,此次太阳翼的展开将分“两步走”共七个步骤进行,期间还会有一次“中场休息”,全程历时80分钟。展开、锁紧、再展开、再锁紧,凭借其“高可靠可重复展收”的硬核技术,问天实验舱太阳翼在太空中收放自如、刚柔并济,时刻确保“电力在线”。

受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响,太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。为了让“柔性翅膀”24小时不间断追踪太阳,保持最高状态的发电效率为空间站保障用电。问天实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动,确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。

为了实现这一技术,航天科技集团八院自主研制出我国目前设计规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置,有了它的加持,空间站将实时捕捉每一道阳光,保证空间站源源不断的能量供给。

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