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中国载人航天三步走 大型空间站2020年左右建成

时间:2017年04月21日 信息来源:网易军事 点击: 【字体:

进入20世纪80年代后,中国的航天技术有了长足进步,中国的经济也迅猛发展,于是从1986年起,中国开始实施“863”计划,其中一个重要内容就是提出中国载人航天技术的发展途径和总体方案。

目前,人类共有3种载人航天器,它们分为两类。其中一类是空间站,它具有体积大、寿命长和功能强的特点,是开发太空的理想平台,主要用于科研、生产和在轨服务,但它就像科研大楼一样不能天地往返。另一类是宇宙飞船和航天飞机,其特点与空间站相反,即体积小、寿命短、功能弱,但它就像汽车、轮船或飞机一样能天地往返,所以可以作为天地往返运输器为空间站发送人员和货物。因此,在研制空间站之前,必须先打造出天地往返运输器。

然而当时中国航天专家就研制哪种天地往返运输器产生了较大的争议,提出了载人飞船方案、小型航天飞机方案、航天飞机方案、两级火箭飞机方案、空天飞机方案等多种方案。后来经过几年的广泛而深入地论证表明,航天飞机虽先进,但是太复杂,投资也太大,所以,根据我国国情和国力,遵照“有所为、有所不为”和“有限目标、突出重点”的“863”高技术研究发展的指导思想,专家们最后一致同意从飞船起步。这样还能最大限度地利用了返回式卫星的成熟技术。

苏联/俄罗斯一直在搞载人飞船,中间也搞过暴风雪号航天飞机,但只进行了1次无人飞行后就因为成本太高而下马了。美国在发射了3种飞船后,曾把大量人力、物力和财力投入到被吹得神乎其神的航天飞机上来了,但在走了一大段弯路后才发现它又贵、又不安全,所以在发射了135架次、报销了2架航天飞机、牺牲了14名航天员和耗资了2000亿美元之后现在又回归飞船的研制了。实践证明,中国当时的决策非常英明,少走了很多弯路,节省了巨额资金。

另外,考虑到中国在火箭和返回式卫星方面已拥有相当坚实的技术基础和丰富的研制经验,以及可借鉴国外研制载人飞船的经验,中国决定一步到位,越过1舱式飞船、2舱式飞船,从当时最先进的飞船起步,直接研制3舱式载人飞船,即“神舟”。

不过最初的3舱式载人飞船有2种方案,1种是返回舱在前,轨道舱居中,推进舱置后;另1种是轨道舱在前,返回舱居中、推进舱置后。研究表明,返回舱在前的方案虽然在返回时只需要分离一次,比较简单,但是由于返回舱底部无法安装舱门,这样就导致航天员往来于返回舱与轨道舱之间十分困难,只能通过太空行走到另一个舱,所以没有采用。轨道舱在前的方案虽然在返回舱返回时要分别与轨道舱和推进舱分离,但有利于各项任务的实施,因此得到采用,并且飞行任务完成后,轨道舱还可留轨继续运行,进行科学实验。

在这一系列深入论证的基础上,1992年9月21日,党中央批准实施中国载人飞船工程。自此,中国载人航天工程正式启动,并采用“三步走”的发展战略:

第一步用“神舟”载人飞船将航天员送入轨道运行1圈以上,然后安全返回地面,掌握载人天地往返运输技术。这一步已通过神舟5号单人单天、神舟6号双人多天的载人飞船完成了。它使中国成为世界第3个独立掌握载人天地往返运输技术的国家。

第二步是突破航天员太空行走、空间交会对接两项关键技术,并发射空间实验室和货运飞船,这些都是建造空间站的前提条件。

掌握出舱活动技术主要有五大用途:一是在太空组装、扩建大型空间站;二是在太空维修、维护航天器;三是较方便地完成回收、维护与释放卫星以及科研等一些任务;四是能进行紧急太空救援;五是建立月球基地和载人登火星等。

掌握空间交会对接技术主要有四大用途:一是为长期运行的空间设施提供人员运输和物资补给服务;二是在轨组装大型航天器结构;三是使2个航天器在太空相互支持;四是进行航天器重构以实现系统优化。

掌握货运飞船技术主要有五大用途:一是为空间站补给推进剂、空气等物资,以及运送空间站需要维修和更换的设备,延长空间站的在轨飞行寿命;二是空间站上的航天员运送工作和生活用品,保障空间站航天员在轨中长期驻留和工作;三是为空间站运送空间科学实验设备和用品,支持和保障空间站具备开展较大规模空间科学实验与应用的条件;四是支持开展适应货运飞船能力的空间应用和技术试验;五是配合空间站进行组合体轨道和姿态控制,提升空间站的轨道高度,带回空间站上的废弃物受控陨落于预定区域大气层烧毁。

掌握空间实验室技术不仅可以用于作为突破和掌握空间交会对接技术、货运飞船技术中的目标飞行器,减少航天器的发射次数,节约成本,而且具有小型空间站的功能,实现航天员的短期和中期驻留,开展科学实验和技术试验,为未来空间站的研发打下比较好的基础。

中国太空行走技术是通过2008年9月上天的神舟7号航天员翟志刚出舱取得了突破(验证性飞行)。其亮点之一是神舟7号的轨道舱改为同时具备出舱活动的气闸舱和航天员生活舱的功能,另一个亮点是使用了国产“飞天”舱外航天服性能,还首次在轨释放了小卫星。它使中国成为世界第3个独立掌握太空行走技术的国家。

2011年,中国天宫1号目标飞行器和神舟8号无人飞船先后发射,并实现了自控交会对接。2012年、2013年分别发射的神舟9号、10号载人飞船与天宫1号进行了自控和手控对接,并有2名女航天员上天。这3次飞行使我国突破和掌握了自控和手控交会对接技术,还验证了组合体飞行技术,开展了多项科学实验和技术试验,并使“神舟”载人飞船定型。它使中国成为世界第3个独立掌握空间交会对接技术的国家。 至此,第二步第一阶段结束。

2016—2017年,开展第2阶段任务,分别发射了天宫2号空间实验室、神舟11号载人飞船和天舟1号货运飞船。两种飞船先后与天宫2号对接,验证了航天员中期驻留等空间站建造与运营的关键技术,开展较大规模的空间科学和应用试验,掌握了货运飞船及其推进剂在轨补加技术等空间站关键技术,验证了再生式生保关键技术试验等。

第三步是在2020年左右建成长期载人的大型空间站,大规模、长时间开发太空资源。我国空间站基本构型为T字形,由从2019年起先后发射的3个22吨舱段组成,“天和”核心舱居中,“问天”实验舱1号、“梦天” 实验舱2号分别连接于两侧。

中国空间站按长期载3人状态设计,每半年由载人飞船实施人员轮换,定期由货运飞船进行推进剂和物资补给。为此,要突破四大关键技术:推进剂补加技术、物化式再生生保技术、电源技术和空间机械臂技术。

它将在轨运营10年以上,成为我国空间科学和新技术研究试验的重要基地,以及科普教育和国际合作,获取具有重大科学价值的研究成果和重大战略意义的应用成果。


(作者:佚名)
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