我国自行研制的空间站雏形――“天宫一号”,已进入生产和实际测试阶段,并将于明年发射升空。这标志着我国的空间实验室关键技术取得了重大突破,是我国载人航天事业的又一个重要里程碑。
为什么要造空间站
你可能会问,我们为什么要耗费大量的人力、物力和财力建造自己的空间站呢?其实,造“神州”系列飞船,把航天员送入太空的一个重要目的,就是为了建造我们自己的空间站。这是载人航天事业发展的一个必然趋势,也是进行太空探索必不可少的一步。飞船在太空的飞行时间一般是一周左右,它所能进行的科学实验,无论是时间上还是内容上都是很有限的,但有了空间站就大不一样了。
在对地观测方面,空间站比遥感卫星更优越。首先是能有人参与到遥感任务之中,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,获得最佳观测效果;如果遥感仪器发生故障,又可及时维修使其恢复正常工作。此外,陆地资源开发,海洋资源利用,地球大气质量监测,中长期气候变化预报等都能从中受益。尤其在天文观测上,空间站要比其他航天器优越得多,是人类了解宇宙诸多奥秘的重要手段。
空间站还能给生命科学、生物技术、航天医学、材料科学和种子培育等领域提供比地球上好得多,甚至在地球无法提供的优越条件,直接促进这些科学的发展,制造出在地球上无法制造的材料和产品。从长期看,空间站的建成和应用,也是向着建造太空工厂、太空发电站、登陆火星等航天目标迈出了重要一步。
组装“天宫”
空间站犹如神话中的天宫。建造空间站,简单来说,就是将组成空间站的各个舱分别送入地球大气层以外300~400千米的太空,然后依次对接、组装而成。我国的“天宫一号”采用的是两舱结构,分别为实验舱和资源舱。其中实验舱供航天员驻留期间在轨工作和生活,资源舱内装有发动机、电源等装置,可为“天宫一号”提供动力。站内的配套设施还包括氧气呼吸装置、废气吸收装置、防止空间辐射装置,以及航天员在轨生活所必备的各种条件。其中,对接口更是空间站必不可少的重要装置。
如果有航天员在空间站工作和生活,还要考虑应对各种紧急突发事件。包括氧气装置故障,控制陀螺失灵,甚至连厕所不能使用都是大问题。以正在运行的国际空间站为例,一直有一艘俄罗斯的“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;如果出现非常危险的紧急情况,它还可以把宇航员撤回地球。为了使国际空间站一直在设计的轨道内运行,还需要利用航天飞机的动力系统定期为它加速。此外,国际空间站还具有利用制氧原料自己制造氧气的能力,以防氧气装置出现问题。
当然,“天宫一号”只是我国空间站建设的起步。“天宫一号”发射成功后,我国将陆续发射“神州”八号、九号、十号飞船,用来和“天宫一号”对接。神州八号进行的肯定是无人对接,如果神州八号交会对接很顺利,神州九号、十号将搭载航天员进行有人对接。今后航天员将由飞船运送至“天宫一号”,完成工作后,再乘飞船返回。
“空间交会对接”有多难
由于运载能力的限制,无论是当年由6个舱组成的俄罗斯“和平号”空间站,还是如今总重量达400吨的国际空间站,都无法一次发射升空,只能利用对接技术在空间装配而成。建设“天宫一号”最关键的也是“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。这是实现太空装配、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。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零。这个难度是非常大的,因为两个航天器的实际飞行速度都非常大。打个比方,就像地面上两辆急速飞驰的跑车,要让它们的轴线始终在同一条直线上,并且相隔距离一直保持在1米,是非常不容易做到的。更何况你还得考虑高真空、超低温及失重等各种空间环境的影响,高精度、高可靠性等各种极其严格的要求。为此,神州系列飞船从神州八号开始也将进行许多改进,使之成为一种崭新的可靠性更高的天地往返飞行器。
自从1963年3月美国实现了人类历史上首次空间对接操作,俄罗斯和美国已经成功进行了200多次空间交会对接活动,而我国则是第一次进行这方面的实践,但你尽可对此抱有充分的信心。还记得不久前我国成功地进行了“陆基中段反导拦截”试验吗?通俗地讲,该技术就是利用预警发现系统对目标进行早期预警,而所谓“中段拦截”就是在大气层外对敌方导弹进行拦截。从技术角度讲,这种拦截技术与空间对接技术是同一种技术,都是在大气层外用自己发射的飞行器与目标飞行器进行对接。
离“嫦娥飞天”还有多远
“天宫一号”目标飞行器的设计重量为8吨,使用寿命能达到两年,这中间使用了许多新技术。此外,我国还将在2016年前发射“天宫二号”“天宫三号”两个空间实验室,并分别发射两艘无人飞船进行无人对接试验,发射5艘载人飞船进行载人对接试验和载人驻留试验,争取在2020年建成使用寿命能达到10年左右、仅核心舱就有20吨、且有人长期驻留的较大的空间站。届时,我们能进行的太空实验项目和种类都将大大增加,仅在工业新材料制造、太空育种等多个领域就能带来很大的经济价值。
由于包括杨利伟、翟志刚等航天英雄在内的我国第一批14名航天员,都选定于上个世纪90年代中期,目前他们都已40多岁了。为了实现上述一系列目标,我国第二批航天员已经选定,其中包括5名男航天员、两名女航天员。首批选拔的两名女航天员来自空军运输航空兵部队,属于我国第七批女飞行员。女航天员选拔的条件和标准跟男航天员差不多,包括身体素质、飞行阅历以及心理、意志、思想状态等因素。唯一的区别就是尽量选择已婚的,因为已婚女性身体、心理更成熟一些。
太空环境比较艰苦,航天飞行对身体要求很高。之所以要选拔女航天员,一方面是因为全国人民有这种呼声,另一方面也是因为载人航天事业有这样的需求。要开展空间生命科学研究,没有女性的参与是不完整的,更何况女性从事航天飞行有着自己的独特优势。从科学分析角度讲,女性的忍耐性和细致程度,比男性更强一些,这可能使她们在太空会表现得更优秀一些。如果一切顺利,今后我国空间实验室的有人交会对接任务,很可能会有女航天员参与。届时,“嫦娥飞天”梦想成真。
太空中的巾帼英雄
1963年6月16日,苏联女航天员捷列什科娃单独驾驶“东方6号”飞船进入太空,成为人类历史上第一位女航天员。1984年7月30日,勇敢的苏联女航天员萨维茨卡娅成为第一个在太空行走的女性。她们向全世界宣告,宇宙并非只属于男人。40多年来,共有近40名女性在太空留下倩影,她们都表现得非常出色。不幸的是,随着两架航天飞机的失事,人们也永远失去了其中4位的笑脸。她们是美国宇航员朱迪恩・雷斯尼克、克利斯塔・麦考利夫、卡尔帕拉・乔娜和劳雷尔・克拉克。
你可能会问,在咱们以后的女航天员中会不会也有女教师和女科学家呢?当然可能会有,但说实话当个航天员真的太不容易了。据航天员翟志刚介绍,当飞船穿越大气层返回地球时,你在电视上看到的就是一道火光,但此时坐在飞船里的航天员就像坐在炼丹炉里一样,感觉非常热。这是航天员承受超重、旋转、冲击、噪声和震动最严重的阶段,也是航天员要执行的指令最多阶段。因为这时飞船的动态变化最大,任何一个环节出错,都有可能船毁人亡。自从人类开展载人航天活动以来,已有22名航天员献出了宝贵的生命,其中的11人就是在返回着落过程中牺牲的。
我国自行研制的空间站雏形――“天宫一号”,已进入生产和实际测试阶段,并将于明年发射升空。这标志着我国的空间实验室关键技术取得了重大突破,是我国载人航天事业的又一个重要里程碑。
为什么要造空间站
你可能会问,我们为什么要耗费大量的人力、物力和财力建造自己的空间站呢?其实,造“神州”系列飞船,把航天员送入太空的一个重要目的,就是为了建造我们自己的空间站。这是载人航天事业发展的一个必然趋势,也是进行太空探索必不可少的一步。飞船在太空的飞行时间一般是一周左右,它所能进行的科学实验,无论是时间上还是内容上都是很有限的,但有了空间站就大不一样了。
在对地观测方面,空间站比遥感卫星更优越。首先是能有人参与到遥感任务之中,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,获得最佳观测效果;如果遥感仪器发生故障,又可及时维修使其恢复正常工作。此外,陆地资源开发,海洋资源利用,地球大气质量监测,中长期气候变化预报等都能从中受益。尤其在天文观测上,空间站要比其他航天器优越得多,是人类了解宇宙诸多奥秘的重要手段。
空间站还能给生命科学、生物技术、航天医学、材料科学和种子培育等领域提供比地球上好得多,甚至在地球无法提供的优越条件,直接促进这些科学的发展,制造出在地球上无法制造的材料和产品。从长期看,空间站的建成和应用,也是向着建造太空工厂、太空发电站、登陆火星等航天目标迈出了重要一步。
组装“天宫”
空间站犹如神话中的天宫。建造空间站,简单来说,就是将组成空间站的各个舱分别送入地球大气层以外300~400千米的太空,然后依次对接、组装而成。我国的“天宫一号”采用的是两舱结构,分别为实验舱和资源舱。其中实验舱供航天员驻留期间在轨工作和生活,资源舱内装有发动机、电源等装置,可为“天宫一号”提供动力。站内的配套设施还包括氧气呼吸装置、废气吸收装置、防止空间辐射装置,以及航天员在轨生活所必备的各种条件。其中,对接口更是空间站必不可少的重要装置。
如果有航天员在空间站工作和生活,还要考虑应对各种紧急突发事件。包括氧气装置故障,控制陀螺失灵,甚至连厕所不能使用都是大问题。以正在运行的国际空间站为例,一直有一艘俄罗斯的“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;如果出现非常危险的紧急情况,它还可以把宇航员撤回地球。为了使国际空间站一直在设计的轨道内运行,还需要利用航天飞机的动力系统定期为它加速。此外,国际空间站还具有利用制氧原料自己制造氧气的能力,以防氧气装置出现问题。
当然,“天宫一号”只是我国空间站建设的起步。“天宫一号”发射成功后,我国将陆续发射“神州”八号、九号、十号飞船,用来和“天宫一号”对接。神州八号进行的肯定是无人对接,如果神州八号交会对接很顺利,神州九号、十号将搭载航天员进行有人对接。今后航天员将由飞船运送至“天宫一号”,完成工作后,再乘飞船返回。
“空间交会对接”有多难
由于运载能力的限制,无论是当年由6个舱组成的俄罗斯“和平号”空间站,还是如今总重量达400吨的国际空间站,都无法一次发射升空,只能利用对接技术在空间装配而成。建设“天宫一号”最关键的也是“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。这是实现太空装配、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。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零。这个难度是非常大的,因为两个航天器的实际飞行速度都非常大。打个比方,就像地面上两辆急速飞驰的跑车,要让它们的轴线始终在同一条直线上,并且相隔距离一直保持在1米,是非常不容易做到的。更何况你还得考虑高真空、超低温及失重等各种空间环境的影响,高精度、高可靠性等各种极其严格的要求。为此,神州系列飞船从神州八号开始也将进行许多改进,使之成为一种崭新的可靠性更高的天地往返飞行器。
自从1963年3月美国实现了人类历史上首次空间对接操作,俄罗斯和美国已经成功进行了200多次空间交会对接活动,而我国则是第一次进行这方面的实践,但你尽可对此抱有充分的信心。还记得不久前我国成功地进行了“陆基中段反导拦截”试验吗?通俗地讲,该技术就是利用预警发现系统对目标进行早期预警,而所谓“中段拦截”就是在大气层外对敌方导弹进行拦截。从技术角度讲,这种拦截技术与空间对接技术是同一种技术,都是在大气层外用自己发射的飞行器与目标飞行器进行对接。
离“嫦娥飞天”还有多远
“天宫一号”目标飞行器的设计重量为8吨,使用寿命能达到两年,这中间使用了许多新技术。此外,我国还将在2016年前发射“天宫二号”“天宫三号”两个空间实验室,并分别发射两艘无人飞船进行无人对接试验,发射5艘载人飞船进行载人对接试验和载人驻留试验,争取在2020年建成使用寿命能达到10年左右、仅核心舱就有20吨、且有人长期驻留的较大的空间站。届时,我们能进行的太空实验项目和种类都将大大增加,仅在工业新材料制造、太空育种等多个领域就能带来很大的经济价值。
由于包括杨利伟、翟志刚等航天英雄在内的我国第一批14名航天员,都选定于上个世纪90年代中期,目前他们都已40多岁了。为了实现上述一系列目标,我国第二批航天员已经选定,其中包括5名男航天员、两名女航天员。首批选拔的两名女航天员来自空军运输航空兵部队,属于我国第七批女飞行员。女航天员选拔的条件和标准跟男航天员差不多,包括身体素质、飞行阅历以及心理、意志、思想状态等因素。唯一的区别就是尽量选择已婚的,因为已婚女性身体、心理更成熟一些。
太空环境比较艰苦,航天飞行对身体要求很高。之所以要选拔女航天员,一方面是因为全国人民有这种呼声,另一方面也是因为载人航天事业有这样的需求。要开展空间生命科学研究,没有女性的参与是不完整的,更何况女性从事航天飞行有着自己的独特优势。从科学分析角度讲,女性的忍耐性和细致程度,比男性更强一些,这可能使她们在太空会表现得更优秀一些。如果一切顺利,今后我国空间实验室的有人交会对接任务,很可能会有女航天员参与。届时,“嫦娥飞天”梦想成真。
太空中的巾帼英雄
1963年6月16日,苏联女航天员捷列什科娃单独驾驶“东方6号”飞船进入太空,成为人类历史上第一位女航天员。1984年7月30日,勇敢的苏联女航天员萨维茨卡娅成为第一个在太空行走的女性。她们向全世界宣告,宇宙并非只属于男人。40多年来,共有近40名女性在太空留下倩影,她们都表现得非常出色。不幸的是,随着两架航天飞机的失事,人们也永远失去了其中4位的笑脸。她们是美国宇航员朱迪恩・雷斯尼克、克利斯塔・麦考利夫、卡尔帕拉・乔娜和劳雷尔・克拉克。
你可能会问,在咱们以后的女航天员中会不会也有女教师和女科学家呢?当然可能会有,但说实话当个航天员真的太不容易了。据航天员翟志刚介绍,当飞船穿越大气层返回地球时,你在电视上看到的就是一道火光,但此时坐在飞船里的航天员就像坐在炼丹炉里一样,感觉非常热。这是航天员承受超重、旋转、冲击、噪声和震动最严重的阶段,也是航天员要执行的指令最多阶段。因为这时飞船的动态变化最大,任何一个环节出错,都有可能船毁人亡。自从人类开展载人航天活动以来,已有22名航天员献出了宝贵的生命,其中的11人就是在返回着落过程中牺牲的。