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這三步,讓中國航天進入新時代

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隨著2017年空間實驗室飛行任務圓滿收官,我國載人航天工程第三步任務——空間站工程已全面展開。中國載人航天工程辦公室副主任楊利偉3月3日在全國政協十三屆一次會議上表示,中國載人航天工程全面轉入空間站建造階段,進入空間站時代。

中國航天「三步走」計劃是什麼?

第一步,發射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應用實驗。

1999年「神舟一號」,2001年「神舟二號」,2002年「神舟三號」和「神舟四號」四艘無人實驗飛船相繼進入太空。

2002年3月25號22時15分,神舟三號飛船在酒泉衛星發射中心發射升空。

圖片來源:中國載人航天網

2003年 「神舟五號」飛船搭載航天員楊利偉進入太空並安全返回。

楊利偉在「神舟五號」飛船上展示五星紅旗和聯合國旗

圖片來源:網路

2005年「神舟六號」飛船搭載航天員費俊龍、聶海勝完成2人多天飛行試驗任務。

費俊龍和聶海勝返回地面

圖片來源:網路

第二步,突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術,發射空間實驗室,解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題。

2008年,「神舟七號」飛船搭載航天員翟志剛、劉伯明和景海鵬,翟志剛在劉伯明協助下完成出艙作業,標誌著中國掌握了航天員空間出艙活動關鍵技術。

翟志剛出艙畫面

圖片來源:網路

2011年,「神舟八號」完成與「天宮一號」的自動對接。

「神舟八號」和「天宮一號」對接示意圖

圖片來源:中國載人航天網

2012年,「神舟九號」搭載航天員景海鵬、劉旺、劉洋完成與「天宮一號」首次手動對接。

景海鵬、劉旺、劉洋與「神舟九號」

圖片來源:網路

2013年,「神舟十號」搭載航天員聶海勝、張曉光和王亞平完成與「天宮一號」對接,並進行首次太空授課。

在「神舟十號」上的太空課堂

圖片來源:網路

什麼是空間實驗室?空間實驗室系統是開展空間試驗活動的載人航天飛行器,規模上小於空間站,是空間站的雛形。空間實驗室系統的主要任務是:突破並掌握飛行器空間交會對接及組合體控制技術;突破航天員中期駐留、飛行器長期在軌自主飛行、再生式生保和貨運飛船補加等關鍵技術;驗證天地往返運輸飛船的性能和功能;先期考核空間站建造相關關鍵技術。其中,「天宮一號」是試驗性空間實室,「天宮二號」作為真正意義上用來驗證空間站設計技術的空間實驗室。

「天宮一號」

圖片來源:網路

2016年3月,中國載人航天工程辦公室宣布2011年9月發射的「天宮一號」已經正式終止數據服務,原定在軌運行2年的天宮一號超期服役兩年半後完成了它的使命。目前「天宮一號」運行軌道仍在持續、密切跟蹤監視之中,並通過中國載人航天工程辦公室官網對外發布「天宮一號目標飛行器軌道狀態每周公告」 。

據中國載人航天工程辦公室3月12日發布,2018年3月4日至3月11日,天宮一號運行在平均高度約244.5公里的軌道上(近地點高度約235.6公里、遠地點高度約253.4公里、傾角約42.71度),姿態穩定,形態未發生異常。預計墜落時間為2018年4月3日前後,誤差為一周。

「天宮一號」不同概率的墜落區域(黃色為高概率區域,綠色為低概率區域,而藍色為零概率區域)。

圖片來源:Aerospace

隨著「天宮一號」實驗任務完成,空間實驗室任務開啟。它包括四次飛行任務:「長征七號」首飛(2016年6月)、「天宮二號」飛行任務(2016年9月),「神舟十一號」載人飛行任務(2016年10月)以及「天舟一號」飛行任務(2017年4月)。主要目的是突破和掌握貨物運輸、航天員中期駐留、推進劑補加、地面長時間任務支持和保障等技術,開展空間科學實驗與技術試驗,為空間站建造運營積累經驗。

「天宮二號」

圖片來源:網路

「天宮二號」艙內航天員景海鵬、陳冬

圖片來源:網路

「天舟一號」貨運飛船

圖片來源:中國載人航天網

第三步,建造空間站,解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。

此前經過中國載人航天工程辦公室向全社會征名,中國載人空間站整體名稱及各艙段和貨運飛船目前都有了自己的名稱,載人飛船為「天宮」,核心艙為「天和」,實驗艙I為「問天」,實驗艙II為「巡天」,貨運飛船命名為「天舟」。

中國未來空間站

圖片來源:網路

經過25年艱苦努力,我國突破並掌握了天地往返、航天員出艙、交會對接三大基本技術,具備了建造空間站的能力。2018年空間站核心艙從初樣研製階段轉入正樣階段,其他艙段進行初樣階段的研製和生產,此外還將選拔第三批航天員。因為空間站建造和運營期間,飛行任務將由兩年左右一次增加到每年兩次,選拔的航天員數量需要增加。此外,航天員的選拔範圍也將擴大到包括空軍飛行員,飛行工程師(執行對空間站的建造、維護維修),載荷專家,相關工業部門和科研院所、大學等領域人員。

由美國、俄羅斯、歐盟等共同建設的國際空間站原定2024年退役,美國國家航空航天局(NASA)官員表示,NASA考慮到時把國際空間站移交給私營企業繼續運營。為維持空間站運行,NASA每年支付約40億美元,約佔航天局總預算的20%。NASA現在已把空間站貨運任務交給兩家私企,下一步將把空間站載人任務也交給私企。

中國未來空間站建設吸取了國際空間站建設的經驗教訓,從「天宮一號」開始就進行了商業化嘗試。2014年3月,「天宮一號」的應用數據推廣使用相關政策公開發布,空間應用中心與首批三家商業代理機構簽署了《天宮一號應用數據商業代理協議》,開始為國內外商業用戶提供有償服務,「天宮一號」應用數據正式投入商用。目前,小編在載人航天空間應用數據推廣服務平台(http://www.msadc.cn/jszc_xzq/)看到,「天宮二號」數據也可以申請使用。

此外,中國空間站預留了很多將來與世界各國進行合作的平台,設計了能與其他航天器對接、進行艙段級合作的介面。中國載人航天工程開展了大量國際合作,在空間站發展中,中國願意以更加開放的姿態在方案設計、設備研製、空間應用、航天員培養、聯合飛行等方面拓展交流合作。

伴隨「天舟一號」飛行任務的順利完成,空間實驗室階段任務圓滿收官,工程「三步走」戰略中的第二步取得全面勝利。屬於中國自己的空間站,已經不遠了。

美術編輯:趙亞楠

校 對 :張騰飛

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