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中国人,你是懂基建的。 2 周年了,聊聊中国空间站到底是如何建成的?

2023-06-18 16:01 作者:一秒钟钟钟换心情杏仁  | 我要投稿


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2022年,历时一年多的搭建,中国空间站终于全面建成,这意味着这座由天河核心舱问天梦天实验舱所构成的空间站,将和神舟载人飞船天舟货运飞船一起共同组成一座能让人类长期停留的太空家园,这同样意味着中国成为了继美苏之后唯一的仅凭一国之力建成空间站的国家。



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1.装备特殊的防护层。



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2.机动装置:主动避让太空碎片和微流星体的撞击,并始终将轨道保持在400公里左右的安全高度上。

安装在舱体上的上百台发动机,

其中的30台位于天河核心舱上,他们大多和火箭推进器一样,通过燃烧推进剂产生高速喷射气流,推动空间站前进,


特别的另外4台发动机,它们并不进行燃烧,而是利用电磁场中漂移的电子,将推进剂电离为带电的离子,在在电场的加速下,让离子以至少每秒16公里的速度喷出发出科幻般的蓝光,人称霍尔推力器。(好处:相比传统推进器这种电力推进系统只需要1/5的推进剂,质量就能达到相同的推进效果。)


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这个厚度仅为0.7毫米的薄片,当它全部展开便是长度达到近13米的核心舱太阳翼,而位于问天梦天实验舱尾部的太阳翼规模更加庞大,双翼展开长度超过55米,有效发电面积相当于一整个篮球场,而这些庞然大物不仅可以通过360度旋转,始终朝向太阳,还能随时收拢由核心舱上的大机械臂与航天员一起进行拆卸、转移、安装,从而避免受到遮挡影响发电。



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实际上太阳翼产生的电力更多则需要供给空间站内部使用,比如核心舱内至关重要的生命保障系统,它通过电解水产生氧气和氢气,又将氢气和人体呼出的二氧化碳反应重新生成水,同时还能将人体产生的尿液和水蒸气进化为可供使用的淡水。

数据显示,倘若没有这套循环系统,完全使用飞船补给物资,那么航天员每停留一个月就要消耗约400公斤的物资,相应的火箭发射重量将增加近20吨,如此高昂的成本基本无法实现长期驻留。


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配有一个餐厅,两个健身区,一个卫生间和三个卧室,其中每个卧室都配有一个舷窗,可谓是一套名副其实的“球景房”。


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穿过核心舱经由节点舱相连的,是承载着科学使命的问天和梦天实验舱,共装配有10余个科学实验柜,可进行微重力材料、医学、生命科学等多个领域的实验工作。

其中在问天实验舱还装配有与核心舱相同的卧室卫生间和生命保障系统,这也是为何从2022年底最多可有6位航天员同时在轨工作,甚至在紧急情况下问天实验舱还能直接作为核心舱的备份。


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已有来自17个国家的9个科研项目,通过申请即将入驻中国空间站。


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时间回到2003年10月15日,这一天第一位中国航天员杨利伟在神舟5号飞船上向全世界展示了中国国旗和联合国旗,而这一画面也永远的留在了人类的航天史中,不过我们之所以能看到这个画面,是因为在地表之上还有一双双紧盯飞船的眼睛。

今天他们是北京、西安和东风3大航天控制中心,是位于喀什、东风、渭南、青岛、厦门的5个固定测控站,位于新疆、和田、内蒙古主着陆场附近的2个机动测控站,以及坐落在巴基斯坦、肯尼亚、纳米比亚、智利等全球多个国家的国外测控站,他们还是远航在大洋之上的4艘远望号测量船,正是他们在地表之上拉开了一张航天测控网,不仅能对火箭、卫星、飞船空间站等进行跟踪遥测和遥控,还能让天地通信成为现实。

如果仅靠现有的地面和海上测控站,只有18%的轨道能被覆盖,通信时长也仅能维持不过10分钟。因此若要进一步完成航天员出舱这类需要,时刻保持通讯的任务,我们还必须在已有的地网之上架起一张天网,这张天网位于一条距地表约3.6万公里的轨道上,这里运行的卫星可以始终与地球保持相对静止,这就是地球静止轨道。

因此在这里最少只需要三颗卫星,就能实现全球近100%的覆盖,从而在天地之间架起一座时刻不断的桥梁,这就是中继卫星天链

2008年4月25日,天链1号01星发射,将我们的测控覆盖率从18%提升到了50%,成功为5个月后中国航天员的第一次出舱保驾护航。4年后3颗天链卫星完成组网实现了近100%的覆盖。随后天宫一号第一次开课,无数孩子们在教室里看到了来自中国天宫的太空直播。

此外再加上发射场、着陆场、火箭、飞船空间应用、航天员等多个系统的配合,一座能够安全往返实时通信长期运行的太空家园才终于建成了一半。


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1958年,一支刚从朝鲜战场归来的志愿军兵团和来自全国的铁道兵、工程兵、通信兵等总共10万大军,用仅仅两年便让一座拥有公路、铁路、机场、发射台、观测站等的航天城拔地而起,这就是我国首座航天发射场,酒泉卫星发射中心的前身。

正是在这里发射了我国的第一枚东风导弹,第一颗人造卫星,所有的神舟飞船以及天宫一号二号空间实验室。



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在航天城建成的第二年,千里之外的上海三名刚刚毕业的大学生被分配到一项特殊的任务,他们没有图纸,没有零件,没有没有参数,一切只能从零摸索,而这项任务就是在地球上复刻宇宙,简单来说就是造一台空间环境模拟器,简称KM,用它模拟太空中的真空冷黑环境,甚至包括太阳的辐射等等,从而确保航天器真正进入太空时足够可靠,足够安全。

三年后第一代km诞生,成功完成了东方红一号的测试,

今天你眼前的已经是他的第八代,它高35米直径达17米能容纳整座核心舱,整艘神舟飞船,甚至未来的载人登月航天器,而从km1到km8已是50多年岁月。


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如果这一刻注定会被载入人类航天的历史,那么记录这段历史的文字便注定是由无数你听过的没听过的人共同书写的。

他们不仅是无声到来又无声离开的建设者,也是在大漠中坚守的后勤团队,是预备了一身没有飞天的航天员,是千千万万仰望星空的普通人。就像有人说这个星空有很多星星没有名字,可它们比太阳还要光辉,还要炽热。正是这些无名的和有名的星星在一起,才组成了最灿烂的星空。


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