在外太空“蓋房子”

余建斌 劉詩瑤

如果神舟飛船是一輛轎車，那么，天宮一號(hào)、天宮二號(hào)相當(dāng)于是一室一廳的房子;空間站則像是三室兩廳，外加一個(gè)儲(chǔ)藏間。

4月29日，“天和”升空，“天宮”開造！搭載著中國空間站“天和”核心艙的長征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭，在文昌航天發(fā)射場成功點(diǎn)火升空。至此，中國正式迎來“空間站時(shí)代”。

空間站像個(gè)三室兩廳的“房子”

中國航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰做了個(gè)形象的比喻：“如果神舟飛船是一輛轎車，那么，天宮一號(hào)、天宮二號(hào)相當(dāng)于是一室一廳的房子;空間站則像是三室兩廳，外加一個(gè)儲(chǔ)藏間?！?/p>

這么一處房子，不僅能在近地軌道上長時(shí)間運(yùn)行，還能供多名航天員長期駐留工作生活，開展空間實(shí)驗(yàn)。

中國的“天宮”空間站，預(yù)計(jì)能在一般情況下駐留3人，在航天員輪換時(shí)容納6人;建成后，將成為中國長期在軌穩(wěn)定運(yùn)行的國家太空實(shí)驗(yàn)室。

太空造房子肯定得費(fèi)點(diǎn)功夫。本次率先飛向深空的“天和”是個(gè)大家伙，全長16.6 米，最大直徑4.2 米，發(fā)射質(zhì)量達(dá)22.5 噸！它是空間站3個(gè)艙段中的核心艙，可支持3名航天員長期在軌駐留，也是中國目前研制的最大航天器。

據(jù)前方“看房團(tuán)”的不完全匯報(bào)，“天和”由節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙、資源艙3部分構(gòu)成，艙內(nèi)不僅有微波爐、冰箱、飲水機(jī)、折疊桌等家具電器，還有太空跑臺(tái)、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材。

最炫的是，經(jīng)由“天和”推出的爆款“天地視頻通話設(shè)備”，航天員可實(shí)現(xiàn)與地面的雙向視頻通話，還能收發(fā)電子郵件。

在“天和”艙體上，還有3個(gè)對接口和2個(gè)停泊口。前者用于載人飛船、貨運(yùn)飛船、其他飛行器等“訪客”訪問空間站，接納新的艙段對接，不斷擴(kuò)展空間站規(guī)模;后者用于連接兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，它們將與“天和”共同構(gòu)成空間站組合體。

據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張昊介紹，“天和”是空間站的主控艙段，主要對整個(gè)空間站的飛行姿態(tài)、動(dòng)力性、載人環(huán)境進(jìn)行控制。

用三個(gè)關(guān)鍵詞概括“天和”的功能，就是：管理、控制、生活。

后續(xù)還將迎來兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙

“天和”到位后，將為航天員提供約50立方米的工作生活空間。

但這還不夠。據(jù)中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平介紹，“天和”上天之后，空間站還將迎來“問天”“夢天”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。由此，人員活動(dòng)空間可擴(kuò)展至110立方米，航天員可以在里面開展生物、材料、微重力流體、基礎(chǔ)物理等科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

其中，實(shí)驗(yàn)艙“問天”，主攻各種艙內(nèi)、艙外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)及技術(shù)試驗(yàn)，艙體配有航天員出艙活動(dòng)專用氣閘艙，航天員可由此出艙、享受浩瀚太空;實(shí)驗(yàn)艙“夢天”，在“問天”基礎(chǔ)功能上增配貨物專用氣閘艙，在航天員和機(jī)械臂的輔助下，支持貨物、載荷自動(dòng)進(jìn)出艙。

此外，中國空間站還有一個(gè)重要計(jì)劃，那就是在空間站主體建造完成后，單獨(dú)發(fā)射一個(gè)十幾噸的光學(xué)艙“巡天”。

“巡天”干啥呢？它將與空間站保持共軌飛行狀態(tài)，進(jìn)行高分辨率天文觀測并開展天體物理和空間天文學(xué)研究?！叭缙湓谲?0年，可對40%以上的天區(qū)進(jìn)行觀測?！敝芙ㄆ秸f。

要把這一整套“天宮豪宅”運(yùn)上天，中國載人航天的飛行任務(wù)強(qiáng)度頗大。要完成空間站建造，中國共規(guī)劃了12 次相關(guān)飛行任務(wù)，在首批“天和”核心艙、“問天”實(shí)驗(yàn)艙、“夢天”實(shí)驗(yàn)艙依序到位后，還會(huì)有4艘神舟載人飛船、4艘天舟貨運(yùn)飛船等待跟進(jìn)。

從長期看，神舟載人飛船、長征二號(hào)F運(yùn)載火箭還要承擔(dān)“天地往返運(yùn)輸”工作，常態(tài)性搭載航天員及部分物資往返;天舟貨運(yùn)飛船、長征七號(hào)運(yùn)載火箭，則擔(dān)負(fù)著為“天宮”運(yùn)送生活物資、推進(jìn)劑、載荷設(shè)備等重任。

規(guī)劃長遠(yuǎn)、分工明確，實(shí)施難度也不小。按業(yè)內(nèi)人士的說法，未來的飛行及運(yùn)輸任務(wù)充斥著大量新技術(shù)、新挑戰(zhàn)，發(fā)射頻率和任務(wù)復(fù)雜性都大幅提升。

建設(shè)空間站，回報(bào)豐厚

在近地軌道建造、運(yùn)營空間站，挑戰(zhàn)性固然極大，回報(bào)也是相當(dāng)豐厚的。

例如，中國空間站建成后，既是航天員的“太空之家”，也是科學(xué)研究的“太空實(shí)驗(yàn)室”。一流的太空實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探索平臺(tái)，獨(dú)特而珍貴的太空環(huán)境和資源，將為科學(xué)家取得世界級(jí)的研究突破提供有力保障。

按規(guī)劃，中國的空間站將在軌運(yùn)行10年以上。圍繞地球運(yùn)行期間，在人類生存方面，圍繞人類長期太空生存、提高地面生活質(zhì)量等，空間站可以開展研究與應(yīng)用，推動(dòng)航天成果廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展;而在太空活動(dòng)方面，“天宮”可為遙感科學(xué)技術(shù)、人機(jī)聯(lián)合作業(yè)等應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)提供支持。

最終極目標(biāo)，當(dāng)然是拓展人類的活動(dòng)范圍，加快人類開發(fā)、利用宇宙的步伐。

要探索浩瀚無垠的星辰大海，這是必須邁出的一步，也是30年來，中國航天按照既定目標(biāo)不斷突破的一步。

1992年9月，中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略正式確立，第一步發(fā)展載人飛船，第二步突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)、空間飛行器的交會(huì)對接技術(shù)、發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，第三步建造空間站。

從2003年“神舟五號(hào)”首次將中國航天員送入太空至今，中國已經(jīng)成功研制和發(fā)射了6艘“神舟”載人飛船、1個(gè)“天宮”目標(biāo)飛行器、1個(gè)“天宮”空間實(shí)驗(yàn)室、1艘“天舟”貨運(yùn)飛船，累計(jì)將11名航天員送上太空。

這些都為而今到來的“第三步”打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

有人說，與一些國家相比，中國的“第三步”走得不算早。畢竟，國際空間站早在1998年就發(fā)射了第一個(gè)模塊，中國空間站已經(jīng)姍姍來遲20多年。

但中國空間站也具備自己的獨(dú)特優(yōu)勢。例如，通過利用當(dāng)代技術(shù)成果、技術(shù)進(jìn)步，在能源技術(shù)、再生生保技術(shù)、空間探測技術(shù)、科學(xué)研究設(shè)備等諸多方面，中國“天宮”集中了20多年來的重要科技成果，已站在更高的技術(shù)和科學(xué)起點(diǎn)上。

大約2022年前后，中國空間站將全面建成。但這只是未來漫漫征程的一個(gè)新開端。仰望星空，腳踏實(shí)地，中國人探索浩瀚太空的夢想將一往無前。