空間站怎么建?
根據飛行任務規劃,空間站工程分為關鍵技術驗證、建造和運營3個階段實施。中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹,為完成空間站建造,共規劃了12次飛行任務。在長五B首飛后,將先后發射“天和”核心艙、“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙,進行空間站基本構型的在軌組裝建造,也規劃了發射4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船,進行航天員乘組輪換和貨物補給。
“未來的11次任務是高密度的發射任務,充滿了大量的新技術和新挑戰,發射頻率和任務復雜性都大幅提升。”周建平接受采訪時說。這也將是一段非常輝煌的試驗歷程。11次任務的完成,將意味著中國空間站正式建成。空間站的試驗核心艙計劃在2020年前后發射,目的在于驗證空間站關鍵技術。完成驗證以后,將陸續發射兩個實驗艙與之對接,空間站隨之也將從建造階段轉入運營階段。從核心艙階段開始,航天員也將開始實際參與建造空間站,承擔不少任務。例如,他們要多次進行復雜的出艙活動。屆時,航天員可以利用機械臂協同完成載荷的在軌安裝、調試、升級等工作。
實際上,在近地軌道建設空間站,就意味著需要掌握大型空間設施的建造技術和運營管理技術,具備強大的維護維修升級能力。航天員出艙和利用機械臂,都是重要的手段。
“一名航天員在艙內操作機械臂,一名航天員在艙外太空行走。無論是艙段轉位、大設備的移動,還是航天員自身的移動,都可以通過機械臂完成。”周建平說,“空間站設計有兩類機械臂,人機配合,讓空間站建造維修成為可能。”
“往太空運送物資的成本非常高,進行物資循環利用并提高物資循環利用率,是世界載人航天關注的重大技術問題。”周建平說。通過新的技術支持,中國航天員在空間站的補給將得到更好保障。此前我國航天員在軌飛行的最高紀錄是33天,航天員生存所必需的水和氧氣由航天器直接帶入太空。為了讓航天員實現更久的在軌停留,空間站設計了完整的可再生生命保障系統。電解制氧時產生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳,將通過化學反應生成氧氣,這也能夠降低氧氣的補給需求。
空間站有何用?
空間站建成后,將是航天員的“太空之家”,也是科學研究的“太空實驗室”。一流的太空實驗平臺,將為科學家們取得世界級的重大突破提供有力保障。按規劃,空間站將在軌運行10年以上。圍繞地球運行期間,將面向前沿科學探索、人類生存和太空活動,支持開展大規模的空間科學實驗、技術試驗和空間應用等活動。載人航天工程空間應用系統專家說,中國的空間站既是為中國科學家,也是為全球科學家提供的科學探索平臺,通過空間站這個平臺,有望涌現出更多科學成果,揭示宇宙的諸多奧秘。
空間站資源十分寶貴,經過科學且慎重的遴選,空間站上將搭載安裝包括生物學、材料科學、基礎物理、微重力、流體等類別相關的科學研究實驗設施。包括與空間站共軌飛行的巡天望遠鏡在內,空間站規劃部署了密封艙內的十多個科學實驗柜、艙外暴露實驗平臺。這些科學實驗柜,每一個都可看成是一個小型的太空實驗室,支持一個或多個方向的空間科學與應用研究。具體來說,在人類生存方面,空間站將圍繞人類長期太空生存和提高地面生活質量方面開展研究與應用。在太空活動方面,空間站支持開展遙科學技術、在軌組裝與維修維護、人機聯合作業等應用技術試驗驗證,增強人類的太空活動能力和在軌服務能力,拓展人類的活動范圍。
在空間站中,航天員既是空間站的居民,同時也是被研究對象。例如,迄今有11名中國航天員出色地完成了6次載人飛行任務,同時也有效驗證了航天員選拔訓練技術以及健康、生活和工作三大駐留保障技術,為未來空間站長期飛行奠定了堅實基礎,提供了強有力的技術支撐和保障。空間站時代,圍繞航天員的科學與技術研究將繼續開展。
“我們的目標是建設并運營國家級太空實驗室,為空間科學研究與應用提供全面支持,推動我國空間科學研究進入國際先進行列,并不斷將取得的先進科技成果轉化應用。”中國科學院空間應用工程與技術中心主任高銘說。
空間站誰來住?
目前,執行空間站建造階段四次飛行任務的航天員乘組已經選定,正在開展任務訓練。我國第三批預備航天員選拔工作也將于今年7月前后完成。在空間站的常態化運行中,有3名航天員作為一個乘組長期飛行,乘組定期輪換。輪換期間,最多可有6名航天員同時在空間站工作,完成交接后,前一個乘組乘坐載人飛船返回地球。相比于此前我國載人航天飛行任務的約兩年一次,空間站建造和運營期間每年有多次發射,需要航天員的類型、人數會更多。我國的航天員都是從現役空軍飛行員中選拔,他們主要是航天駕駛員。空間站將開展太空科學實驗,除了良好的身體素質這個共性要求外,未來需要不同類型的航天員,如航天飛行工程師和載荷專家(科學家)。飛行工程師執行對空間站的建造、維護維修等任務,科學家也就是載荷專家,可以在空間站這個太空實驗室中做實驗。根據空間站的實驗項目,選擇相關專業背景的科學家進行訓練,也是航天員選拔與訓練的一個主要方向。
首位進入太空的中國航天員楊利偉介紹,我國從2018年開始選拔第三批航天員,這次選拔在數量、種類、范圍上都有所變化。不單單從空軍飛行員當中選拔,還要面向社會的相關領域進行選拔,比如相關工業部門和科研院所、大學。空間站任務對航天員的能力也要求更多。未來,航天員在軌駐留的時間大大延長。目前中國航天員的最長紀錄是在太空駐留1個月,將來會是3個月、6個月甚至更久。航天員的技術技能將發生很大變化。過去航天員在太空做的大部分是艙內實驗,將來空間站建造階段,航天員大量的工作要在艙外空間進行。
載人航天工程航天員系統副總設計師黃偉芬進一步解釋,在空間站任務中,空間站艙段多、運行時間長,航天員每天需要把大量的時間用于站內維護和管理方面,還必須參與空間站組裝、建造,進行空間站維護、維修和設備更換。同樣,空間站任務中,航天員必須完成大量的空間科學實驗、技術試驗以及有效載荷操作,學科專業眾多,跨度極大,對航天員的專業知識儲備和科學素養提出了極高的要求。
執行過神舟十一號飛行任務的航天員陳冬說,空間站任務在軌飛行時間長,實驗項目會更多,希望自己通過加強學習,成為科研型航天員,可以獨立設計實驗,“將來在太空再去親手完成,感覺一定非常奇妙。”
據人民網