核心艙和長征5號領先世界,到底有多牛?建設空間站有什麼用?

2021年4月29日,又一架運載火箭成功點燃升空,不過這次它的運載任務可不一般,它搭載的是中國天宮空間站的核心艙。長征五號B運載火箭,人稱“胖五”的運載火箭光榮地完成了這個使命,成功將核心艙推入了預定軌道,標誌著中國空間站建設正式拉開帷幕。

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長征5號B運載火箭發射成功

可能有人對空間站的概念還懵懵懂懂,不知道空間站有什麼作用,也不知道,比起正在運作的國際空間站,中國空間站好在哪裡,下面我將為各位解開這些疑惑。

有的人可能覺得,建一個空間站擺在那裡,沒什麼實際作用,還耗費大量的投資和人力。有那錢不如多造兩艘航母來得實用。但事實上空間站的作用很大。

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中國空間站概念圖

空間站有什麼用?

1、提供截然不同的實驗環境

太空環境跟地面環境不同,零重力、高輻射,地球上一個簡單的實驗放到太空中可能就會產生不一樣的結果,這就有助於我們多方位地瞭解一個現象在不同環境中的狀態,空間站就為我們提供了現成的異空間實驗環境。比如科學家原本認為蠟燭的火苗在無重力的情況下會很快熄滅,但真正在空間站中實驗後發現,火苗是可以長時間燃燒的。這就讓熱力學的發展有了質的飛躍。現在國際空間站中的科學實驗已經涉及到了基礎科學、生命科學、材料、化工、電子、航天、通訊等多個方面。

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空間站中的太空實驗室

2、太空育種

目前我們使用的很多優良的農作物種子都是透過太空育種得到的。太空育種也叫誘變育種,透過太空中的強輻射、微重力、高真空等環境因素誘發植物種子產生基因變異,然後從變異種子中篩選出優良的種子,再帶回地面作為新品種培育。目前已經有80多個農作物品種在全世界範圍內推廣。除了小麥、水稻、蔬菜,林木、景觀植物、油料植物等也加入了太空育種行列,一部分已大面積推廣種植。

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太空育種過程

3、太空中轉站

按照現在的發展趨勢,人類進入航天時代是必然,到那時,空間站會充當地球與其他星球的中轉站、航天裝置的補給站等,能夠為將來探索宇宙提供便利,降低成本。

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除此之外,空間站還有國家戰略意義、教育意義、促進國際合作等意義。目前正在執行的國際空間站就是最能體現國際合作的。

簡單認識國際空間站

90年代初,蘇聯計劃發展第二個“和平號”空間站,美國恰好在計劃發展“自由號”空間站,於是兩個國家商量後決定共建一個空間站,並接受其他國家申請加入。自2000年首次載人任務以來,國際空間站已經連續保持了21年載人飛行,駐紮的宇航員隊伍被叫做遠征隊,每批成員6人,每次停留半年左右。

國際空間站就像是一個全球化的股份企業,一共有16個股東國參與建設,進行太空實驗。這些國家的研究人員在國際空間站完成了無數的科學實驗,為人類科技進步和航天技術發展作出了很大的貢獻。可惜的是,在16個股東成員國中,一直沒有中國的身影。但這也促使了中國另起爐灶,建設自己的空間站。

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國際空間站

空間站是集航天領域的尖端科技於一身的科技成果,研製和建設絕非一朝一夕就能完成,我國自1992年開始,逐步攻克了大型運載火箭、載人飛船、貨運飛船,大型空間設施在軌組裝技術、長期在軌飛行生命保障等關鍵技術難題。終於邁出了歷史性的一步,發射核心艙,那麼這次發射的天和核心艙,到底厲害在哪裡呢?

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核心艙不僅是空間站的管理和控制中心,也是航天員生活的主要場所。中國空間站的核心艙的共有“三項創新”很“牛”:

創新一

:核心艙推進系統除了配備4臺軌控發動機、22臺姿控發動機這些常規動力外,還額外配置了4臺

霍爾電推進發動機

,這是首次將電推進動力用在航天器上,霍爾電推進系統的優點是推力小、調整精確、工作時間長,能夠輔助空間站抵抗地球引力帶來的軌道衰減,可以持續地維持空間站在原定軌道上正常運轉。國際空間站每年要變軌4次才能維持正常執行。霍爾電推系統使用的燃料不會超過噸級,是國際空間站的二十分之一。

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霍爾電推進發動機

創新二

:核心艙計劃在軌15年,根據這一壽命需求,核心艙的研發團隊結合產品風險,在基礎設計上增加了

維修性設計

。維修性設計中的控制驅動器和發動機氣瓶等裝置可以仍讓航天員靈活更換維修方案。

創新三

:科研人員為核心艙研製出了全新的

自動補加程式

,補加時完全實現自動化,不需要地面指令及人員輔助。

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核心艙的結構

不僅核心艙很牛,運載它的長征五號B運載火箭也很牛,

長征五號B是為建造空間站量身定製的,是空間站的“專屬列車”。

長征五號B捆綁4個3。35米直徑的助推器,全箭總長約53。66米,從外觀上看,比長征五號矮一點,但有一個20。5米長的整流罩,可以更好的減小空氣阻力,減輕載荷影響。

長征五號發動機由氫氧和液氧煤油兩種發動機組成,是目前世界在役火箭中,唯一使用一級半直接入軌的火箭。氫氧發動機推力大,可以獲得較大的加速度,液氧煤油發動機比衝高,可以提供高效的速度增量。

長征五號在飛行過程中會修正偏差,將空間站軌道艙精準地送入原定目標位置,起飛時間和預定時間誤差上下不會超過1分鐘,大大減少偏差時變軌產生的燃料消耗。

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長征五號B運載火箭的特點

中國空間站將是中國獨立建造運營的第一個載人空間站,由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三個艙段構成。實現了部元件、原材料全部國產化,關鍵核心元器件100%自主可控。

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中國空間站的組成部分

2021年核心艙入軌成功後,剩餘的兩個實驗艙也會緊跟其後,在接連實施計劃中的11次飛行任務後,中國空間站會在2022年完成在軌建造並投入執行。

據悉,2024年國際空間站將會退役。到那時中國空間站可能就會成為唯一在太空中運作的空間站,中國會將空間站向全球開放。為了繼續進行太空實驗,已經有27個國家提交了入駐申請,現在獲批的有18個國家。因為某些原因,在國際空間站處於主導地位的美國提交申請後卻吃了閉門羹,美國被拒的原因還不得而知,目前估計是由於技術層面沒有達到中國標準。

核心艙和長征5號領先世界,到底有多牛?建設空間站有什麼用?

有網友也很好奇,我國空間站上的各種按鈕是中文還是英文,在中國空間站交流是否需要說普通話,其他國家的宇航員是不是要先學中文才能進入中國空間站。這個答案恐怕要等空間站建成後才能揭曉了。