中国2015年后将建造60吨级长期有人照料空间站 - 军工科技 - 战略论坛 - Powered by Discuz!
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[转载] 中国2015年后将建造60吨级长期有人照料空间站

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    发表于 2013-6-13 10:00:49 |显示全部楼层

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    资料图:北京航空航天大学展出的未来空间站模型

    神舟十号飞船发射圆满成功,意味着从这一刻起,我国载人航天的重点将由载人飞船转向建造空间实验室和未来空间站。神十成为通向我国未来空间站计划的重要里程碑。现有空间站是什么样的?我国未来的空间站又是什么样子?本报逐一为您揭秘。京华时报记者张然

    揭秘中国未来空间站 2015年建造长期有人照料的空间站

    根据我国载人航天“三步走”的发展战略,第一步,掌握载人航天技术,使我国成为世界上第三个能够独立研制、成功发射和顺利回收载人航天器的国家。

    第二步,突破航天员出舱活动与飞行器空间交会对接的关键技术,实施空间实验室工程。

    第三步,2015年以后建造20吨级的空间站,解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

    神舟十号任务还处于第二步当中。据介绍,现在交会对接任务如此重,因为它是将来空间站建造必须掌握的技术。因为没有任何一个火箭可以一次性把空间站打上去,即使能行,效率也不高,未来空间站的多个舱都是在在轨组装基础上完成建造的。

    根据规划,中国空间站工程将在2020年前后完成组建、建造。

    废气废液要循环利用减少地面供给

    载人航天工程总设计师周建平此前接受采访时介绍,空间站是一个很复杂的航天器,我国现在初步的计划,空间站有三个舱段,要运行十年的寿命,技术上的挑战相当大。

    空间站需要有效地补给,代价非常高,因此需要采用再生的方式,追求最高效的可循环的途径。比如人在生活过程中产生的废气、废液都要能够处理,循环利用,尽量减少地面补给。

    周建平坦言,有很多的技术,是我们过去从来没有做过的,现在还不掌握的。所以在空间站之前还会有空间实验室阶段,用来验证这些技术。

    据介绍,验证了这些关键技术以后,我国会首先发射空间站的核心舱,所谓核心舱,它能够提供空间站的控制、供电,包括环境控制、生命保障,数据管理等等。作为控制中枢来管理整个空间站。然后再相继发射两个实验舱,这三个舱是20吨级的舱,在太空近地轨道上对这三个舱进行对接组装,最后构成一个丁字形、T字形的空间站。

    空间站建成以后,一方面是具有航天大国或者强国的象征性意义,另一方面,从经济上、整个科学研究上也要赋予其独特的性能,使其物有所值。

    据介绍,空间站建成后,驻站人员的交替、实验设备的更换和所需物资包括生活用品的供给,都将由神舟号系列飞船承担。

    飞船升空后将与空间站上的专设装置进行对接,实现站船联袂飞行。待完成任务后,飞船能够脱离空间站单独返回地面。

    由于每组驻站航天员只能搭乘运送自己进站的飞船脱离空间站,站上又不能断人,即必须等到下一组航天员进站完成工作交接后方能离站,所以站上至少要设置两个飞船对接口,始终有1艘飞船与空间站联体飞行。

    运动 高尔夫球在大气层燃尽

    1971年,在阿波罗14号任务期间,美国宇航员艾伦·谢泼德就曾在月球打过高尔夫球。他是美宇航局培养的美国第一批宇航员(共七人)。谢泼德的第一杆没有成功,但在第二次尝试中击到了球。他当时向地面任务控制中心报告称,他击出的球飞了“很远、很远”。

    35年以后,俄罗斯宇航员米哈伊尔·秋林在一次太空表演中,将一个高尔夫球从国际空间站击出。身着笨重的宇航服,秋林无法用双手并拢握球杆。出于安全考虑,这次使用的高尔夫球重约3克,平时在地面上使用的高尔夫球则重约45克。高尔夫球没有像在地面上一样放在球座上,而是用金属丝网包住,以避免球在失重状态下自行飘移。同时,秋林把一只脚固定在架子上。随着秋林太空一击,高尔夫球将穿越太空,最终进入地球大气层,在与大气的剧烈摩擦中燃尽。就此计算,这一杆把球打出何止千里。

    奇遇 宇航员一天过15次新年

    当2000年12月31日午夜时分一过,世人便迎接新世纪的来临。在一般情况下,这种倒数跨年体验,仅此一次。不过,远在国际空间站(ISS)的3名宇航员,却得以穿越时空,在新年到来前夕,当天要进行多达15次的倒数跨年。

    俄罗斯太空总署署长柯波德夫介绍说,由于ISS会在24小时内横跨地球的国际日期变更线达16次之多,因此理论上站上的宇航员可进行15次跨世纪倒数,而且还会有14次从21世纪再跨回20世纪的特殊体验。

    空间站怕被太空垃圾撞击

    2009年3月国际空间站遭受太空垃圾威胁,站内3名宇航员不得不按指令在逃生舱中短暂躲避。太空垃圾专家马克·马特尼说,这块垃圾大约长13厘米。

    即使是很小的碎片也能给国际空间站造成重创,会使空间站失压。国际空间站有一套“避撞”程序,当这一程序监测到有太空飞行物接近空间站并有可能发生碰撞时,就会指示空间站启动发动机改变运行位置,躲避碰撞。

    在空间站遭撞后失压情况下,宇航员需要关闭空间站和逃生舱之间的舱门,以便在需要时使逃生舱和空间站迅速脱离,3名宇航员当时已做好关闭舱门准备。宇航员在飞船中躲了大约10分钟后,警报解除。他们从飞船窗户向外望,什么都没看见。

    太空垃圾主要包括废弃的卫星及探测器、运载火箭末级的碎片和宇航员意外丢失的物品等。专家估计,尺寸在1厘米到10厘米间的太空垃圾大约有30万个,而尺寸更小的太空垃圾则不可胜数。国际空间站为防止发生碰撞,曾8次采取躲避措施。

    卧床实验预防骨质疏松

    在现实的太空飞行中,如何抑制“太空人”因骨质丢失而产生的骨质疏松问题,是40多年来困扰航天医学界的大难题。

    重力作用影响着自然界中的一切物体,其任何微小的波动及变化都会显著影响生物体的健康与功能。在人类“飞天”梦实现的同时,航天员的身体也不得不面对由于环境急剧改变而带来的困难与挑战,其中,骨质丢失最为普遍。

    根据国外资料,航天员在太空每停留一个月,会丢失骨质的0.5%,而不论飞行时间长短,骨质脱钙的行为总在不断进行,不会终止。一项调查表明,国际空间站工作人员的骨骼关键部位,平均每月骨质丢失量是地面上绝经后妇女月丢失量的10倍。

    在相关研究中,“卧床实验”是个保健的方法。美国科学家组织志愿者以头低位6度卧床84天,其中22人坚持到最后。依照国际空间站的锻炼模式,科学家使志愿者的机械锻炼与其部分保持一致,但加入新调整方案,最终被调整人员的髋关节骨质丢失量显著减少。

    太空厕所将尿液滤成饮用水

    2007年7月3日,美国国家航空航天局(NASA)斥资1900万美元为国际空间站美国舱段购置一套俄罗斯制厕所系统。此前,国际空间站的美国宇航员要上厕所都要到俄罗斯那边去上。这个厕所的造价听上去有点贵,但综合考虑,这比自己造一个厕所便宜多了。

    这个厕所配备绑腿固定套,以帮助航天员固定位置。该系统采用复杂的方式将排泄物汇集到一块,然后排放到化粪池,它采用了三个过滤步骤净化液体,使所有污水进入并转化为纯净饮用水。这套新厕所设备的优势是将宇航员的尿转化成饮用水,不再像之前的厕所系统那样把小便向宇宙空间排放。据称,这个装置每年将会节约用水7吨。

    机械故障致航天器外挂“尿柱”

    在1984年的一次太空探索中,发现号航天器的废水通风系统失灵,导致航天器外形成一个非常大的尿液冰柱。意识到冰柱会在返航时破裂,并损坏航天器上的隔热层,宇航员只得用飞船机器臂将其打碎。航天器的隔热层保住了,但宇航员不得不关闭尿液收集系统。这场危机虽然得以避免,但宇航员们在这个6天任务的剩余时间里,再也没有厕所可用。

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