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我国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年之前研制并发射空间实验室,突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用。2020年前后研制并发射核心舱和实验舱,在轨组装成载人空间站,突破和掌握近地空间站的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术、开展较大规模的空间应用。
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中国载人航天工程新闻发言人27日表示,我国载人空间站工程已经正式启动实施。2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室。
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“天宫一号”空间实验室
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“天宫一号”亮相2009年春晚

天宫一号模型
中国网络电视台消息:中国载人航天工程新闻发言人27日表示,中国载人空间站工程已正式启动实施,2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室。
中国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前,研制并发射空间实验室,突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术,开展一定规模的空间应用。2020年前后,研制并发射核心舱和实验舱,在轨组装成载人空间站,突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术,并开展较大规模的空间应用。
按照工程计划,中国将于明年发射“天宫一号”目标飞行器和“神舟八号”飞船,实施首次空间飞行器无人交会对接试验。
【简介】 ——天宫一号
“天宫一号”是中国首个空间实验室的名称,中国将于2011年发射“天宫一号”目标飞行器,分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接。从而建立中国第一个空间实验室。“天宫一号”成功完成任务后,将标志着中国已经拥有建设初步空间站,即短期无人照料的空间站的能力。
据介绍,“天宫一号”大致可分为两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可用于航天员驻留期间在轨工作和生活。资源舱内有发动机、电源装置等,可为“天宫一号”提供动力。“天宫一号”的重量和神舟七号差不多,约为8吨。
在“天宫一号”实验舱前端还安装有一个交会对接机构,它是“天宫”和飞船联通的关键所在。交会对接指两个航天器在太空轨道合并连接成一个整体,是实现太空装配、补给、维修、航天员交换等过程的先决条件,更是建立大型空间站的基础。从2002年开始,上海航天局的研究人员也开始正式研制这一对接机构,并已经进行了大量的地面试验,目前已进入初样阶段。之前,记者也曾见过交会对接机构的模型,从外表上看,它类似于一扇圆形的门,内部直径约为0.8米,航天员可以通过这一扇门从飞船进入“天宫一号”。
“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。此外,“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法。因此,起以“天宫一号”为目标飞行器命名,应该会很好地得到国人的共鸣。这个飞行器实际上就是空间实验站的雏型。从“神七”到“神十”,是为了检验航天员太空实验的能力和对接空间实验站的技术成熟度。此后就是载人航天工程的第三步——实现建立太空实验站并进行料理。届时将会交替发射载人飞船和货运飞船。
【名词解释】 ——空间站
空间站(Space Station):又称航天站、太空站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行,可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨,组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道,在太空组装而成。
其结构特点是体积比较大,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体,再加上有不同用途的舱段,如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口,以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。
【空间站历史】
到目前为止,全世界已发射了9个空间站。其中苏联共发射8座,美国发射1座。
按时间顺序讲,苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射,后在太空与联盟号飞船对接成功,有3名航天员进站内生活工作近24天,完成了大量的科学实验项目,但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中,由于座舱漏气减压,不幸全部遇难。礼炮2号发射到太空后由于自行解体而失败。
苏联发射的礼炮3、4、5号小型空间站均获成功,航天员进站内工作,完成多项科学实验。其礼炮6、7号空间站相对大些,也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口,可同时与两艘飞船对接,航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活记录,还创造了首位女航天员出舱作业的记录。
苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站,2000年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化(设计寿命10年)且缺乏维修经费,决定将其坠毁。和平号最终于2001年3月23日坠入地球大气层。
美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站,它在435千米高的近圆空间轨道上运行,宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学,空间物理,天文观测,资源勘探和工艺技术等试验,拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片,研究了人在空间活动的各种现象。直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。
【延伸阅读】
为什么要建造自己的空间站
中国为什么要耗费大量的人力和财力建造自己的空间站?对这个问题,北京大学地球与空间学院焦维新教授说:“造船是为了建立空间站,建站是为了科学实验,这就是我国自主建立‘天宫一号’空间站的原因。”飞船在太空飞行一般是在一周左右,它所能进行的科学实验无论是从内容还是时间上都是有限的。只有空间站可以长时间的在太空中运行。这样,我们就可以做各式各样的科学实验,还有进行太空产品的开发研制。”
中国工程院院士张履谦表示,空间站是航天事业发展的一个必然趋势,它代表了一个国家的航天国力。如果我们现在不去掌握这项技术,等到需要使用空间站时再来建造就会落后了。
“‘天宫一号’建成后,可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。在对地观测方面,当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时,空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数,以获得最佳观测效果。”
除此而外,中国科学技术大学地球和空间科学系胡友秋教授认为,“天宫一号”的建立可以为我国带来很大的经济价值。比如在太空育种方面,就可以培育出很多各种各样的蔬菜,对农业会有很大的好处;在工业方面,还可以制造出在地球上制造不出来的材料;另外,还有导航,比如GPRS定位可以大大方便人们的出行,但是如果不借助空间站就无法实施。
张履谦院士说,太空空间站的建立,简单来说,就是通过各个宇宙飞船的组装对接而成的。“ 天宫一号”也是如此,我国在未来计划要发送神舟八号、神舟九号、神舟十号,然后把这三个飞船与“天宫一号”进行组装对接,这就形成了一个小型空间站。而要想实现飞船的对接,首先就需要有大型的火箭能够把重量很大的飞行器发送到太空中,还有就是需要具备人们长期在空间站生活的设施,以及解决火箭对接的问题。
焦维新告诉记者,空间站就像是一座空间大厦,是在太空轨道上逐步组装起来。当各种部件在地面上设计完成以后,借助大型的运输工具,也就是能够进行大运载的火箭把大的部件送入到太空,这是地面研制技术。还有组装技术,包括比较实用的机器手,因为大的部件是无法靠人使用的,需要使用机器手。
焦维新说,建设“天宫一号”空间站最关键的部分就是“空间交会对接”技术。两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调,在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会。对接是在交会的基础上,通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。实现两个航天器在太空交会对接的系统,称为交会对接系统。
焦维新说:“我国现在还没有实现飞船的空间交会对接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飞船正在进行这方面的实验。而我国的空间交会对接技术也是一个逐渐完善的过程。不仅是一次对接,还需要二次对接。在对接时,需要两个航天器的轴线在同一条直线上,并且相对速度要接近0。这个难度是非常大的,因为两个航天器的速度都很快。就像是地面的两辆急速飞驰的跑车,要让它们的距离必须一直保持在1米左右,这是非常不容易做到的。”
焦维新告诉记者:“国际空间站的构造属于横架式结构,也就是说在距离大气层300-400公里以外的空间上有一个大梁,在这个大梁的有些地方可以接太阳能帆板,在一些地方建造各种实验舱。”“天宫一号”也是选择在距离大气层300-400公里以外建立。
我国目前研制的“天宫一号”采用的是两舱结构,分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员的生存条件,用于航天员驻留期间在轨工作和生活,密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。
目前,“天宫一号”虽还处于研制阶段,但张履谦院士表示,总体说来,“天宫一号”里的配套设施一般必须包括氧气呼吸装置,废气吸收装置,防止空间的辐射照射装置以及宇航员长期生活具备的各种条件。其中产生动力的推力舱、生活舱、实验、接口等都是空间站上比较重要的装置。
若要在“天宫一号”里工作和生活,还要考虑应对各种紧急突发事件的发生。其中包括氧气装置故障,或控制陀螺失灵,甚至连厕所不能用都能称为是大问题。所以在建造时需要考虑到各种紧急应急措施。像国际空间站,一直都有个联盟号飞船在为它保驾护航,如果空间站出现问题,它可以进行维修,还可以接宇航员回到地球。航天飞机的拉动力系统可以定期为空间站加速,使空间站一直在自己的轨道内运行。如果氧气装置出现了问题,还可以运用制氧的原料自己制氧。
“‘天宫一号’只是我国空间站建设的起步,今后我们会慢慢建设大型的空间实验站,预计大体要花上一二十年的时间,等到2020年预计我国的空间站就可以逐步完成了。”张履谦说到。
(编辑:唐亮)