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你知道“國家太空實(shí)驗室”如何建成的?

發(fā)布日期:2018-10-31 發(fā)布人: 原創(chuàng ) 瀏覽次數:2749

  在天宮二號圓滿(mǎn)完成兩年在軌設計壽命之際,9月26日載人航天工程應用成果情況介紹會(huì )在北京召開(kāi),中國載人航天工程多位專(zhuān)家介紹了中國空間站的建設進(jìn)度,以及空間站作為“國家太空實(shí)驗室”的具體作用。



  根據飛行任務(wù)規劃,空間站工程分為關(guān)鍵技術(shù)驗證、建造和運營(yíng)3個(gè)階段實(shí)施



  去年4月,以我國首艘貨運飛船天舟一號飛行任務(wù)取得圓滿(mǎn)成功為標志,載人航天工程空間實(shí)驗室飛行任務(wù)圓滿(mǎn)收官,中國載人航天工程的第三步任務(wù)——空間站工程全面展開(kāi),中國正式邁進(jìn)了“空間站時(shí)代”。



  中國載人航天工程辦公室副主任林西強介紹說(shuō),根據飛行任務(wù)規劃,空間站工程分為關(guān)鍵技術(shù)驗證、建造和運營(yíng)3個(gè)階段實(shí)施。其中,關(guān)鍵技術(shù)驗證階段安排了長(cháng)征五號B運載火箭首飛、試驗核心艙發(fā)射等6次飛行任務(wù);空間站建造階段安排了實(shí)驗艙Ⅰ和實(shí)驗艙Ⅱ發(fā)射等7次飛行任務(wù)。


  目前,空間站任務(wù)主要系統關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)已完成,空間站核心艙初樣階段研制接近尾聲,計劃年底前完成轉正樣階段評審工作;實(shí)驗艙Ⅰ和實(shí)驗艙Ⅱ正在進(jìn)行初樣階段結構熱控艙總裝工作。空間應用系統核心艙載荷正在開(kāi)展初樣階段研制,實(shí)驗艙Ⅰ和實(shí)驗艙Ⅱ載荷正在開(kāi)展方案階段研制,第一批艙內、外載荷項目已完成立項。航天員系統乘員產(chǎn)品、艙外航天服正在開(kāi)展初樣研制工作,航天員出艙活動(dòng)水下驗證等地面試驗正按計劃進(jìn)行,組織實(shí)施了第三批預備航天員選拔初選階段有關(guān)工作。



  林西強說(shuō),空間站任務(wù)階段的首次飛行——長(cháng)征五號B運載火箭首次飛行試驗已經(jīng)明確了搭載載荷,下發(fā)了技術(shù)要求,首飛計劃原定于2019年上半年實(shí)施,但由于受長(cháng)征五號遙二運載火箭發(fā)射失利影響,長(cháng)征五號B運載火箭首飛任務(wù)將有所推遲,具體實(shí)施時(shí)間有待與相關(guān)部門(mén)協(xié)調后明確。



  林西強介紹說(shuō),正在研制建設的空間站,艙內、艙外均可支持開(kāi)展空間應用,而且載荷可在軌更換。艙內將安裝多個(gè)科學(xué)實(shí)驗柜,每個(gè)實(shí)驗柜都是一個(gè)小型的太空實(shí)驗室,支持一個(gè)或多個(gè)方向的空間科學(xué)與應用研究。艙外將設置若干暴露平臺,在平臺上配置標準的載荷適配器,在實(shí)驗艙Ⅱ設置若干貨物氣閘艙,支持開(kāi)展艙外試驗。相比天宮二號空間實(shí)驗室,從首次入軌攜帶載荷質(zhì)量、體積、功率、數據傳輸率看,規模都在10倍以上。


  林西強認為,一大批空間應用項目的開(kāi)展,必將產(chǎn)生更多具有國際影響力和應用價(jià)值的重要成果。鑒于空間應用項目的大量增多,在原空間應用系統基礎上,又增設航天醫學(xué)實(shí)驗、航天技術(shù)試驗等多個(gè)領(lǐng)域,調動(dòng)國內外一切力量并行展開(kāi)研究工作。并成立了載人空間站工程任務(wù)規劃專(zhuān)家委員會(huì ),全面負責相關(guān)空間應用項目的遴選把關(guān)。


  空間站建成后,將在軌運行10年以上,支持開(kāi)展大規模的空間科學(xué)實(shí)驗、技術(shù)試驗和空間應用等活動(dòng)

  載人航天工程空間應用系統副總設計師呂從民介紹,空間站建造完成后,將在軌運行10年以上。目前,空間應用系統在空間站規劃部署了13個(gè)科學(xué)實(shí)驗柜、艙外暴露實(shí)驗平臺以及共軌飛行的巡天望遠鏡,支持在軌實(shí)施空間天文、空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力基礎物理、空間材料科學(xué)等8個(gè)學(xué)科領(lǐng)域30余個(gè)研究主題的數百項科學(xué)研究與應用項目。

  據介紹,在科學(xué)前沿探索方面,巡天望遠鏡將開(kāi)展巡天觀(guān)測,研究宇宙加速膨脹機理、暗物質(zhì)和暗能量性質(zhì)、宇宙和生命的起源與演化等重大科學(xué)問(wèn)題,深化人類(lèi)對宇宙的認知;空間站還將建立高精度時(shí)間頻率系統和超低溫冷原子實(shí)驗系統,支持開(kāi)展廣義相對論與引力物理、新奇量子物態(tài)等前沿實(shí)驗研究,探索發(fā)現新的物理規律。

  在人類(lèi)生存方面,空間站將圍繞人類(lèi)長(cháng)期太空生存和提高地面生活質(zhì)量方面開(kāi)展研究與應用。將支持開(kāi)展微生物、植物、動(dòng)物在分子、細胞、組織、個(gè)體、群體等不同層次的空間生物學(xué)效應研究,開(kāi)發(fā)減弱和對抗不良效應的措施和手段,為人類(lèi)在太空的長(cháng)期生存提供解決方案;同時(shí),開(kāi)展空間干細胞增殖分化、蛋白質(zhì)結晶等前沿的生物技術(shù)研究,為新型藥物研發(fā)、新型醫療技術(shù)等關(guān)乎人類(lèi)健康的關(guān)鍵技術(shù)提供新手段。

  在太空活動(dòng)方面,空間站支持開(kāi)展遙科學(xué)技術(shù)、在軌組裝與維修維護、人機聯(lián)合作業(yè)等應用技術(shù)試驗驗證,增強人類(lèi)的太空活動(dòng)能力和在軌服務(wù)能力,拓展人類(lèi)的活動(dòng)范圍。另外,將在空間站開(kāi)展微重力條件下的流體、燃燒和材料科學(xué)研究,掌握空間物質(zhì)運動(dòng)本質(zhì)規律,為人類(lèi)長(cháng)期從事太空探索和空間資源開(kāi)發(fā)利用奠定基礎。

  未來(lái)在空間站,航天員既是空間站的居民,同時(shí)也是被研究對象。迄今有11名中國航天員出色地完成了6次載人飛行任務(wù),航天員選拔訓練技術(shù)以及健康、生活和工作三大駐留保障技術(shù)也得到了有效驗證,為未來(lái)空間站長(cháng)期飛行奠定了堅實(shí)基礎,提供了強有力的技術(shù)支撐和保障。

  載人航天工程航天員系統副總設計師黃偉芬介紹說(shuō),航天員系統將圍繞制約人類(lèi)長(cháng)期航天飛行的主要醫學(xué)及人因問(wèn)題,聚焦前沿理論和關(guān)鍵技術(shù),從長(cháng)期失重和空間輻射對航天員健康的影響與防護、航天員行為與能力、先進(jìn)的在軌監測與醫學(xué)處置技術(shù)、傳統醫學(xué)航天應用等五個(gè)方向開(kāi)展深化研究和創(chuàng )新性研究。同時(shí)開(kāi)展載人登月及深空探測等方面相關(guān)研究,以獲取新發(fā)現取得新認識,為載人航天持續發(fā)展進(jìn)行理論與技術(shù)儲備。


  空間站任務(wù)對航天員提出了更高要求,第三批預備航天員,將從科技人員中選拔飛行工程師和載荷專(zhuān)家

  據介紹,我國第三批預備航天員選拔擴大了候選人群的范圍,除從空軍飛行員中選拔航天駕駛員外,還要從科技人員中選拔飛行工程師和載荷專(zhuān)家。這主要是因為后續空間站任務(wù)對航天員的專(zhuān)業(yè)知識和技能提出了更高的要求。



  黃偉芬說(shuō),在空間站任務(wù)中,空間站艙段多、運行時(shí)間長(cháng),航天員每天需要把大量的時(shí)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(jìn)行空間站維護、維修和設備更換。出艙活動(dòng)時(shí)間也大大增加,艙外作業(yè)任務(wù)極為復雜,更加繁重,包括艙外設備輔助轉運、安裝、拆卸、維護、維修、科學(xué)實(shí)驗和技術(shù)試驗以及艙外演示驗證等。

  此外,飛行時(shí)間長(cháng)達數月,出現故障、發(fā)生問(wèn)題的幾率大大增加,對航天員應急故障處理能力提出了更高的要求。因此必須從具有航天航空技術(shù)相關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎的科技人員中選拔航天飛行工程師,以應對空間站任務(wù)對航天員在航天器、出艙活動(dòng)等方面的知識儲備和操作技能的極高要求。

  空間站任務(wù)中,尤其是空間站運營(yíng)期,航天員必須完成大量的空間科學(xué)實(shí)驗、技術(shù)試驗以及有效載荷操作,學(xué)科專(zhuān)業(yè)眾多,跨度極大,對航天員的專(zhuān)業(yè)知識儲備和科學(xué)素養提出了極高的要求。因此,也必須從空間科學(xué)實(shí)驗、技術(shù)試驗所需專(zhuān)業(yè)的科研人員中選拔載荷專(zhuān)家,以滿(mǎn)足空間站任務(wù)的新要求。



  執行過(guò)神舟十一號飛行任務(wù)的航天員陳冬說(shuō),對于去過(guò)太空的航天員來(lái)說(shuō),可以根據自己獨有的失重經(jīng)驗提出包括程序優(yōu)化、工具改進(jìn)等建議。


  陳冬說(shuō),空間站任務(wù)在軌飛行時(shí)間長(cháng),實(shí)驗項目會(huì )更多,希望自己通過(guò)加強學(xué)習,成為科研型航天員,可以獨立設計實(shí)驗,“將來(lái)在太空再去親手完成它,那種感覺(jué)一定非常奇妙。”


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