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知乎日报:中国首个空间站正式开工!|2021-04-30

2021 年 4 月 29 日 11 时 23 分 15 秒 618 毫秒,中国空间站天和核心舱由长征五号 B 运载火箭托举,成功发射入轨至预定轨道,揭开了中国空间站建设的大幕。


随着天和核心舱与火箭成功分离,进入预定轨道,之后太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常,发射任务取得圆满成功,标志着中国空间站在轨组装建造全面展开

   

中国首个空间站天和核心舱 4 月 29 日发射成功,对中国航天有哪些重要意义?

   


核心舱发射

中国航天正式迈入空间站时代!



答主:太空精酿(400+ 赞同,代尔夫特理工大学 航天工程博士,啤酒、航天等话题下的优秀答主)


1992 年 9 月 21 日,中国载人航天工程正式起步。筚路蓝缕,经过 29 年不懈探索,长征、神舟、天舟和天宫等一系列浪漫的名字逐渐变成现实。如今,中国终于要拥有自己的「天上宫阙」,让飞天的神话从梦想照进现实!


一、为什么必须发射空间站?


建设空间站的意义很大,但也可以简单到一句通俗的话可以概括:「因为它能长期飞在天上」。或者说,它能实现多人次长期在轨驻留。


这意味着我们在外太空会有一个长期稳定的生活和工作空间,搭载一系列顶级科研设备,航天员可以通过载人火箭和飞船,实现频繁的天地往返并长期驻留那里,并通过货运飞船定期补给。



太空有着得天独厚的环境,例如长期的失重条件,这是地球上几乎无法实现的,因此可以开展很多地球上难以进行的科研,对地球进行稳定的遥感探测。


人类进入太空后,也会变成「科研载荷」,失重、上下不分、体液重新布置等,经历与地球环境截然不同的生活状态。这孕育出了崭新的航天医学学科,也产生了很多改变人类生活的新发明,例如尿不湿、耳温计、各种集成便携的医疗器械等。


建设空间站是人类载人航天技术发展到一定程度后才出现的里程碑事件,它能促进航天、甚至很多相关制造业的发展,对于提升一个国家的整体科学技术水平有着重要意义,是任何一个航天大国技术发展的必经之路。


二、为什么要一个这样的天宫?


人类载人航天技术于 1971 年进入空间站时代,是年,苏联把「礼炮一号」送入太空,第一代空间站诞生。


随后 12 年内,共计有 9 个 18-20 吨的空间站发射,其中 7 个成功并被命名为「礼炮系列」,礼炮 6 号和 7 号更是可同时对接两艘飞船。


1973 年,刚结束了阿波罗登月的美国,利用土星五号登月火箭的强大能力,直接将其中的一部分改装并发射成了一个 80 吨级的「天空实验室」。


这些早期空间站大都处于试验性质,为后续的空间站转型换代做技术储备。中国的「天宫一号」和「天宫二号」,与早期的「礼炮号」思路一致,主要用来验证空间交会对接、出舱行走和多人次在轨驻留等技术。


在空间站发展史上有着举足轻重意义的是 1986 年 2 月开始建造的苏联「和平号空间站」,它采取积木式模块化结构,由核心舱、五个科学实验/生活舱段和多艘对接飞船构成。在它 15 年的飞行史中,对接过超过 100 艘载人和货运飞船,其中包括 9 次与航天飞机的对接经历,共计接纳了来自 12 个国家的 135 名宇航员在此工作与生活。


三、如何正确建成一个天宫?


天宫空间站是中国载人航天技术的大集合,需要调动最核心的资源建造。


首先,需要的是长征火箭家族三剑客,长征五号 B、长征二 F和长征七号。


其中,长征五号 B 专门负责近地轨道重载任务,运力在 25 吨级别,负责发射核心舱和实验舱。


长征二 F 运力在 8.5 吨级别,是目前保持 100% 成功率的一款「神箭」,也是中国唯一的载人火箭,它头部尖尖的逃逸塔成为最容易识别的标志,主要负责发射神舟飞船。


而长征七号是中国新一代主力火箭,运力在 14 吨级别,用来发射天舟货运飞船。



其次,需要两大发射场。


其中,酒泉卫星发射中心拥有我国唯一的载人航天发射和返回相关配套,这里见证了此前所有 11 艘神舟飞船的起航,是中国航天员真正「登天」和「下凡」的地方。


文昌航天发射场是中国最新最先进的发射场,这里三面环海、无残骸问题,海运让长征五号不再受限于陆路运输而变得「胖起来」(5 米最大芯级直径),新建造的各种配套也让它成为长征五号和长征七号系列火箭的定点基地,支撑起整个天宫的核心建造和补给过程。


天宫不是一天可以建成的,核心舱发射之后,还需要在太空中借助机械臂系统像「堆积木」一样逐渐把整个结构搭建起来,期间需要有航天员在轨驻留,并需要定期补给。


随后,还规划有十次任务,包括两次长征五号 B 火箭发射实验舱,四次长征二 F 火箭发射四艘神舟飞船,以及四次长征七号火箭发射天舟飞船。最终,预计于 2022 年,天宫空间站才能正式建成。


天宫开始正式运行后,将标志着中国航天进入崭新的发展阶段。利用特有的太空环境,能实现多种技术创新和科技产出,是个不折不扣的「超级实验室」。


例如早在天宫二号空间实验室阶段,就实现了伽马射线暴偏振测量仪器、世界首台空间冷原子钟、空—地量子密钥分配与激光通信试验和多种材料科学实验等技术进展。而天宫空间站建成后,空间科学技术必将取得更大的进步。


空间站技术是处在航天技术金字塔最顶端的存在,直到今天也仅有苏联、美国和中国有过独立建造的历史,对于带动整个航天和相关产业的发展有无法替代的地位。


对于人类更远的星辰大海和星际移民梦想,空间站几乎是容纳大规模人类的唯一选择,相信不少读者们已经从各种科幻影视作品中了解过各种酷炫的空间站。天宫,或许就是中国人走向更远深空的起点。





「盘古破鸿蒙,天宫有九重」,是华夏民族对头顶那片未知天空最美好的想象。


但古人们的想象力仍有边界,也深知探索苍穹的难度,以至于「难如登天」成为了描述「不可能」的词汇。但「天宫」这座中国建造的天上宫阙,对「登天有多难」这个问题,给出了不同的答案。


屈原在长诗《天问》中,也提出了对于更遥远的星辰大海的疑问——「九天之际,安放安属?」「日月安属,列星安陈?」。


正在火星轨道运行的「天问一号」火星探测器,也在用「天问,问天」作出回答。除此之外,北斗、墨子、悟空、嫦娥、玉兔、祝融、张衡等,这些以中华文化命名的航天器,都正在天空中向着真理孜孜探索。


什么是浪漫,这就是浪漫!祝福浪漫的中国航天不断进步。


「大国航天 逐梦星宸」圆桌


4 月 29 日,中国首个空间站核心舱发射任务圆满成功,揭开了中国空间站建设的大幕,也标志着我国正式迈入空间站时代。


对你而言,心底的航天梦想是否已经蠢蠢欲动?


接下来还有一连串激动人心的时刻:天舟货运飞船发射、天问一号着陆火星、载人航天任务…… 知乎科学携手航天领域众位答主,带你全方位了解航天领域的最新动态!

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