海纳百川》中国空间站展现航太实力(赵尔东)
过去10年中国已经发射了200多枚火箭,图为搭载神舟14号载人飞船的长征2号F遥14运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。(图/新华社)
最能展示现代中国实力的,想必是在上世纪中叶积弱多年之后,大陆以7.5%的世界总土地面积、人均水源远低于世界水准,养活了18%的世界总人口,且通过脱贫攻坚,实现人民丰衣足食、成功跨越了中等收入国家陷阱所显示的实力。
但大陆航太也展示出实力,继一些西方媒体关注评论北斗、超算、嫦娥之后,最近美国太空网站发表了一系列多篇对中国空间站的评论,基本上综述了中国空间站的特色,这是否与 「国际空间站ISS」 将于2030左右关闭的传闻有关?
最早建立空间站的是美国,阙功至伟,于1973-1974就先后有3批太空人进驻80公吨级的「天空实验室SkyLab」,由当时负责美国阿波罗Apollo 载人登月的德国工程师冯布朗博士同时负责。SkyLab为Apollo 验证了许多载人登月必要关键技术,如太空员安全返回地球的 「再进入Re-entry」,SkyLab在轨仅半年,但完成了人类载人登月的阶段性任务。
苏俄 (前苏联与俄国) 是全球第二个成功建设空间站者,其130公吨级的 「和平号 Mir」 是当时最大、在轨最久的空间站,从1986 到 2001连续15年多有太空人进驻,为人类在太空的贡献巨大。惜或因苏联改制与预算受限于2001年关闭,受控烧毁于大气层。
ISS源自美国于1984年构思,由美国与苏俄主导,另有加拿大、欧盟、日本共15个国家参与建设一个永久性有太空人进驻的空间站。ISS分为两大部分,由苏俄利用Mir衍生基础负责于1998在轨建设先行,美国以载人登月成功负责后行。按 美76.6%、日12.8%、欧8.3%、加2.3%的出力比例分别负责,其他的15国参与较小。ISS的近地球轨道约400公里,其变动质量约在 450 公吨之谱,是迄今太空最大人造建筑。
中国独立研制、重约8公吨的飞船在轨始于1999神舟一号试验飞船 (有三个舱段) 的成功发射与返回,只比举多国之力参与的ISS晚了一年。其后陆续成功发射了神舟二号 (2001,于返回时坠毁)、神舟三号 (2002年3月)、神舟四号 (2002年12月),神舟三、四号成功返回,掌握了确保载人航天的安全飞行与返回地球的充分且必要条件。
2003神舟五号载人飞行任务一举成功,中国第一位太空人杨利伟安全返回地球。
2005神舟六号载人飞船进行了2人多天载人航太飞行,积累了更上层楼的经验。2008神舟七号进行了3人多天载人航太飞行,验证了太空人出舱活动与在轨发射小卫星的功能。
2011神舟八号进行了3人多天载人飞行,与天宫一号实现了自动无人交会对接。
2012神舟九号进行了3人多天载人飞行,与天宫一号实现了载人自动及手控交会对接。2013神舟十号进行了3人多天载人飞行,与天宫一号交会对接,利用在距地球约150万公里L2点,迄今全球唯一的宽带中继卫星 」鹊桥号」,进行了人类首次在太空向地面近即时(Real Time) 授课,意义非凡。2016神舟十一号进行了2人载人飞行并驻留了30天,完成与天宫二号、天舟一号的交会对接飞行任务。
2021经过5年经验总结与准备,天和核心舱发射在轨成功,是为初始质量为49公吨级的中国空间站。2021年6月神舟十二号实现了全面国产化,3名太空人进驻中国空间站,在轨驻留了3个月。验证了天地结合多重保障的在轨紧急安全撤离技术,利用中国的鹊桥号中继卫星和北斗导航定位,成功转化成以天基测控为主的测控系统。
2021年10月,神舟十三号搭载3名太空人(含女航天员)发射成功入轨。实现了由一个核心舱、两艘货运飞船、一艘载人飞船整合体的6个月在轨飞行,开展货运飞船物资转移与管理、机械臂操作、医疗救护、并与中国空间站进行了自主快速交会对接和更多的太空科学与技术试验。
2022年6月,神舟十四号成功搭载3名太空人进入中国空间站,将做6个月的在轨驻留,建立以天和核心舱、问天实验舱、和梦天实验舱为基础的在轨太空实验室。神舟十四号携带的小机械臂,能与大机械臂协作舱外工作,核心舱是太空人生活与空间站维护基地。
问天舱配置了生命生态与生物技术实验柜,开展对太空密闭生态系统的动植物与微生物的生命科学研究。梦天舱配置了基础物理以及微重力试验的实验柜,开展物质本质及超冷原子物理等前沿研究,并构建在太空中最稳定、最准确的冷原子时间频率标准。
中国空间站所展现的实力,似已引起广大关注。(作者为航太工程师)
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