长征五号B快递成功发出,“天和号”核心舱顺利送达目的地!这是全国人民自豪和骄傲的一刻,也是我国航天实力证明的一天!
长征5B点火瞬间
我国首个空间站核心舱发射成功!
这个长16.6米,重达22.5吨的家伙,是我国有史以来发射上太空最重的物体,也是世界上最大的空间站舱段单体!吸引如此多的世界目光,我国首个空间站“天宫号”有哪些黑科技,有哪些地方追上或者领先了国际空间站呢?
天和号核心舱
1、空间利用效率更高
国际空间站是十几个国家合作的产物,重达多吨,是我国空间站的4倍之多,具有31个科研机柜。我国首个空间一期规模在不到吨,但是却拥有23个科研机柜,是国际空间站的3/4!这种利用效率远远地甩开国际空间站,连车尾灯等看不见。
天宫号空间站
导致国际空间站利用效率低主要有两大原因:一是时代背景导致当时舱段功能设计比较单一,二是多国制造导致空间站无用部分多。
2、首个使用电推的载人航天器
刚成功送上天的“天和号”核心舱,是世界上首个安装电推进器的载人航天器。有了这个电推发动机,空间站在调整姿态、轨道的时候将更有效率,所需携带的燃料更少。美国波音公司年曾发射了全球首颗全电推进的卫星,但是在载人方面还没有应用,这在一点上我们可以说超过了美国。
离子电推进系统
3、先进的舱段设计
国际空间站虽然号称是第四代大衍架结构建设,但是其内在却仍然是第三代的积木式结构组合。受制于当时的建造技术局限及各方标准不一,导致国际空间站的大量闲置及浪费。
核心舱发射
“曙光舱”作为ISS核心舱仅是用于燃料存储,而设计为服务舱的“星辰号”却有了核心舱功能。“团结号”节点舱段却又由于接口尺寸无法兼容,需要增加连接适配器,才能和“曙光舱”连接。国际空间站仅这三大舱段,重量就超过了50吨。
我国空间站则是物尽其用,仅“天和号”核心舱一个舱段就集合生活、资源及节点舱三大部分,具备国际空间站三大舱段功能,而重量仅20吨多。此外,节点舱还具备气闸舱功能,是宇航员出舱的转换通道。
天和号核心舱天和号布局图
4、先进的电力供应系统
国际空间站原配置了4部太阳能阵列,太阳能面积㎡,相当于6个标准篮球场大小,产生的电力只有84~KW(平均不到KW)。
空间站美图
我国天宫号空间站虽然不到国际空间站1/4大小,配置了光电转换效率最高的三结砷化镓太阳能电池,光电转换效率达到了30%!天宫号2部电池翼加上核心舱电池翼,发电功率也达到KW。有了如此强劲的电能,咱们可以做的事情就多了!
此外,国际空间站的4部太阳能阵列在电力传输时候还需要专门的冷却模块,而咱们天宫号却不需要。
ISS的太阳能板阵列
PS:美国计划将国际空间站延期到年以后,已经开始换装新太阳能帆板,电能供应将增加20%~30%。
5、七自由度机械臂
我国空间站安装了一个七自由度机械臂,不但可以灵活维修、安装部件,还可以抓捕卫星、飞船及太空垃圾。
七自由度机械臂是目前最好、最灵活的机械臂,是完全模拟人手活动的7个关节。六个自由度机械臂末端位置不变下结构无法变形,八个自由度刚性又较差,容易受伤。
ISS机械臂和7自由度示意
6、成本优势
国际空间站汇集17个国家,建成后的花费超过亿美元,加上后续的各种维护费用,总计花费接近亿美元!这无论对于哪个国家来说,都是一笔巨款。
“天宫号”空间站舱段技术水平更高,但造价更低,也没有使用航天飞机这种昂贵的航天工具运输,所以整个建造成本要比国际空间站低很多。据预测,我国首个空间站花费约亿,是人民币不是美元哈,所以成本优势非常明显!
国际空间站与货运飞船对接
本次发射成功的是天宫号的核心舱“天和号”,一期还有两个重要舱段需要发射,分别是“梦天”和“问天”号实验舱。整个空间站一期建设完成预计要到年,总计需要进行11次发射,分别是3次长征5B发射舱段、4次长征2F发射载人飞船、4次长征7号发射天舟货运飞船。
空间站建设发射活动安排
上述这些成绩让我们自豪,但是远不到骄傲的地步。要知道国际空间站是30年前的产物,原计划年就要退役,但在有些方面仍然领先我们天宫号。所以我们还要继续努力,我们的航天人还不能停歇,我们的目标是星辰大海!