“天宫一号”揭面纱
长江商报消息 据媒体报道,再创中国载人航天工程的历史时刻“天宫一号”将于8月30日左右发射升空,迈出中国建立永久性空间站的关键一步。
中国首个空间实验室“天宫一号”于6月29日运至酒泉卫星发射中心后,一直在总装测试大厅进行各项数据的测试。
7月底,外媒就将“天宫一号预计8月升空”的话题慢慢升温到现在。“天宫一号”发射进入倒计时,让中国宇宙空间站计划再次走入媒体的视线中心。一些外媒甚至发出这样的声音:中国成为了经济的超级大国,而目前正走在成为军事大国的路上。中国推出了自己的建立空间站的计划,并将和国际空间站相抗衡。
一些分析人士认为,大可不必如此夸大其词,因为“天宫一号”只不过让中国在太空力量上适度增加而已,“只是沿着美国和前苏联几十年前走的路,迈出了一小步。”
尽管如此,美国华盛顿的专家仍然将其解释为,有这样一个强烈的信号,中国正在扶摇直上,而美国却在走下坡路。
“天宫”发射成功仅完成一半任务
顺利对接“神八”
“天宫”才成功
神秘的“天宫一号”到底长什么样?它什么时候开始研制的?发射的意义是什么?多少人为它付出了努力?上海航天技术研究院科研四部部长、高级工程师叶勋,对这些问题心里最有数,作为中国载人飞船和空间实验室副总指挥,他全程参与了“天宫一号”的研制过程,并将直接参与指挥发射。
在航天城,叶勋接受了记者的专访:
运输到发射,环环做足功课
记者:“天宫一号”马上就要发射,对中国航天意味着什么?
叶勋:我们每一次发射,都必须完成大量技术突破。比如,“神五”实现载人飞行,“神七”宇航员出舱,飞船先后进行了200多项改进。“天宫一号”发射也是如此,它将检验我们接下来要进行的“空中交会对接”技术,事关空间站建设,意义重大。为保证发射,发射场设施设备系统升级改造已达66项,“长征二号”F运载火箭共进行了近170项技术状态更改,来满足交会对接。
一些看似不重要的非技术细节,也是关键点。为了让“天宫一号”经受长途跋涉的考验,安全抵达发射场,研制团队在运输细节上可谓做足了功课。“天宫一号”块头超大,使用了迄今为止最大的包装箱,还专门给它设计了一个内部减震系统、温控系统。
“天宫”的电源系统是关键
记者:上海航天局在“天宫一号”里主要负责哪一块?
叶勋:“天宫”是个庞大的系统工程,我们主要负责电源分系统、对接机构分系统、资源舱的结构和总装,以及测控通信分系统的设备研制。“天宫一号”共有3项比较新的技术,我们就有两项,这对我们是一个不小的考验。
“天宫一号”的设计寿命是两年,在两年时间里它要和“神八”、“神九”、“神十”对接,电源系统是关键,电源系统要提供能源,没有电能,所有的太空飞行器就是一堆太空垃圾。我们搞“天宫一号”、“神八”电源系统的有四五十人,采用了不少新技术、新材料。
我们用在“天宫一号”上的对接机构,目前世界上,除了俄罗斯就是我们的,是一种非常复杂的空间机构,技术难度大。“天宫一号”发射成功仅仅完成了一半任务,只有跟“神八”对接成功,我们才能松一口气。
“天宫一号”从2006年开始研制
记者:“天宫一号”从什么时候开始研究的?
叶勋:“天宫一号”从2006年开始研制,一直到现在,整个过程从方案设计、初样到正样,通过了大量的计算、仿真和地面各种试验的验证,全力做到可靠和安全。打个比方,我们先假设某一系统失效,然后列出几种可能导致失效的故障,每种故障的原因是什么,一层层查下去,到单机,再到部件、零件,任何一件产品都要考虑进去。
只做到这点还不够,我们还要反过来想,比如一个零部件的失效可能对系统造成什么样的影响,有可能出现什么样的问题,应该制定怎么样的应对措施。
在产品研制的全过程,只要是能想到的,验证试验能做的,我们都要去做。“天宫一号”要进行地面运输,我们就要考虑运输过程的震动、刹车会不会对它有影响;在起吊时有加速度,我们也要验证这种过载能否承受。
我们尽量模拟火箭发射和太空环境做验证,在振动、噪声、真空、高低温环境下做,如果地面做不了,也要进行仿真计算验证。
民用竞争不可少与美差距仍很大
中国国际问题研究所军控研究中心主任滕建群在接受采访时表示,对于外媒“太空竞赛”以及“取代国际空间站”的说法,主要是缘于美国等国家太空发展缓慢,没有中国发展快的一个反 应。
他告诉记者,以前美国是打遍天下无敌手,现在看到中国的快速发展,感觉有点着急,而且把中国当成了一大挑战。
对于竞赛,滕建群说,竞赛可以分为两种,军事上的竞赛中国是坚决反对的,而在和平利用上,现在很多太空技术都是民用,比如导航、卫星等,这种竞争是合情合理的。
此外,滕建群讲道,现在没有谁取代谁的意思,中国的空间站和国际空间站性质不同。国际空间站是个国际合作项目,而中国一直被排除在外。
滕建群告诉记者,中国和美国在太空领域还是有一定距离的,无论是从时间上,还是技术上,中国仍和美国有很大差距。不过,人类社会生产能力已经达到了一定水平,必然会向太空延伸,这是不可阻挡的。
“美国航空力量在走下坡路”
中国正在扶摇直上
对于中国的太空计划,美国哥伦比亚公司报道称,中国追求空间站发展是从2008年9月初开始的。而中国的太空计划一直以来受到NASA官员的赞扬。
澳大利亚《布里斯班时报》报道称,中国的“天宫一号”可匹敌国际空间站,它的出现将打破国际太空力量现有的平衡。
报道称,距离中国首次将人类送入太空轨道不到10年时间,它又在打造自己在太空中的“前哨”——“天宫一号”太空站。
这项被美国NASA描述为具有“潜在的象征意义” 的计划,代表了中国快速发展的太空计划的最新发展阶段。此外,它还将预示,目前的航天国家力量平衡将会扭转。
美国宇航局咨询人员、乔治·华盛顿大学空间政策研究所前主任约翰·劳格斯登说,中国的太空计划将令中国在载人空间飞行领域拥有本国自己的专家。 他说,“中国想说:‘其他大国在太空领域可以做到的,我们也能做到’。”
报道援引美国华盛顿专家的话,从政治上来看,“天宫一号”正在传递出这样一个信号,中国正在可预见的未来,成为太空领域的重要“玩家”。而这其中有这样一个强烈的信号,中国正在扶摇直上,而美国却在走下坡路。
“天宫”用电相当
于两台家用空调
袁怒安是上海航天技术研究院科学家团队中的普通一员,这个80后技术员,看起来年轻羞涩,却有一个火辣辣的外号“天宫发电机”。
“天宫一号”在太空中的使命时间为2年,这期间必须有源源不断的电源供应,袁怒安就负责这个。这位帅哥1981年生,在上海上班,儿子才七八个月大,为了“天宫一号”,他将在酒泉出差2个半月。
“等他回家,儿子肯定不认得爸爸了。”同事打趣他。
“天宫”1天16个昼夜
袁怒安所在的团队负责给“天宫一号”供电2年。“对太空中的‘天宫一号’来说,每24个小时就有16个昼夜。大约每昼30分钟,每夜60分钟。”袁怒安说,30分钟面对太阳的时间,就是“天宫一号”太阳能帆板发电的时候。
“天宫一号”的太阳能帆板看起来和马路上太阳能路灯的帆板并没有什么不同,都是银色的,薄薄的,一格一格,当然,它的材料相当尖端,它的位置也十分有趣——“天宫一号”在太空中有两个美丽的翅膀,帆板就附着在翅膀上,“天宫一号”始终跟着太阳转,角度保持在50-60度,确保有足够的日照可以发电。
确保两年不罢工
帆板发电时,一部分电量直接供给“天宫一号”,一部分电量则储存在电池里,供黑夜时使用。“24小时供给电量大约几千瓦。”袁怒安说。
看样子,“天宫一号”在太空中还挺省电的,只相当于两台家用空调。
“天宫一号”选择使用镍氢电池供电,电池就放在“天宫一号”的资源仓里。
“天宫一号分两部分,一部分是资源舱,全部是设备;另一部分是实验舱,航天员生活和工作的地方。”袁怒安打了个深入浅出的比方——“天宫一号”的资源仓相当于小汽车的前引擎盖下的设备部分,不同的是,在太空中没法打开它,进行检查或维修。因此袁怒安们必须做无数个试验,必须确保电池在太空中的两年不罢工,不出任何一点小毛病。
“比如火箭发射时的冲击、震动、热量、真空、上百度的极端温差……等等情况我们都要反复试验。”袁怒安说。
电池一共有一百多节,为了安全起见,最少也要保持八成满。“为了保证电量充足,我们必须有安全的设计。”袁怒安说。
空间对接是最大难点
迄今只有四家曾成功
新加坡《联合早报》报道称,中国载人航天工程分三步:一是航天员上天;二是多人多天飞行、航天员出舱,实现飞船与空间站交会对接,发射短期有人照料的空间实验室;三是建立永久性空间站。
此次发射是完成第二步的后续任务,为完成第三步战略目标打下基础。
韩国《朝鲜日报》也写道,空间交会对接技术难度很大,飞船对接是一项高难度的技术。宇宙空间站距离地球表面约300公里,以每秒8公里的速度绕地球运行,其速度为枪弹的10倍。
宇宙飞船需要找到国际空间站,并以相同的高度及速度飞行,若两者处于相对静止状态时,将飞船连接口与空间站对接。连接装置的口径仅为10至30厘米。一个很小的误差,也会让飞船抛向离空间站很远的地方。
《朝鲜日报》称,迄今为止,自主建设宇宙空间站的只有美国和俄罗斯两个国家,而成功对接宇宙飞船的除了以上两国,还有欧盟和日本。
一火箭发射失利 不影响“天宫”
就在“天宫一号”即将升空的议论声四起的时候,18日17时28分,我国在酒泉卫星发射中心用“长征二号丙”运载火箭发射“实践十一号04星”。火箭在飞行过程中发生故障,卫星未能进入预定轨道。
对此,有外媒称,用于发射“天宫一号”的目标飞行器 是“长征二号F”运载火箭,与发生故障的运载火箭属于不同型号,因此不会影响“天宫一号”的发射升空。
对于“长征二号F”运载火箭,名为“宇宙飞船”的网站写道,这个运载火箭已经成功将中国所有的载人飞船送入轨道。
不过,报道称,“长征二号F”和“长征二号丙”火箭也有关联,它来源于“长征二号丙”火箭。不过,这一载人飞船的运载火箭在安全上进行了升级,而且也采用了更多先进的技术。