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中国空间站最后的“一”!一列50吨的“太空列车”,一座以23马赫飞行的“天空家园”

2022-05-12 17:24 作者:轻舟一号  | 我要投稿



北京时间2022年5月10日01:56,搭载“天舟四号”货运飞船的“长征七号”遥五运载火箭,在文昌发射场201工位发射升空,约27分钟后太阳翼成功工作,“天舟四号”飞船成功发射入轨。



5月10日08:54,“天舟四号”飞船采用快速交会对接模式成功对接于“天和”核心舱后向端口,与对接于前向端口的“天舟三号”飞船、处于中间的“天和”核心舱构成一个大大的汉字“一”,按照任务安排这将是中国空间站最后的“一”字构型,错过了再等15年……也见不到了。




50吨级的三舱组合体,等同4辆重型货车在太空飞舞


按照发射质量计算,三舱船组合体已经达到50吨级。“天舟三号”起飞质量约12吨(飞船质量6.4吨,载货5.6吨)[1],“天舟四号”起飞质量约12.6吨(参考“天舟三号”质量6.4吨,载货6.2吨[2]),“天和”核心舱起飞质量22.5吨,总计47.1吨,三舱船构成的“一”字质量达到了50吨级,接近一辆主战坦克的质量,相当于4辆重型货车的质量(重型货车质量标志线为12吨)。



长度和体积堪比1.5节“复兴号”车厢


按照长度和体积计算,三舱船组合体相当于1.5节“复兴号”高铁车厢。作为同批次产品,“天舟三号”与“天舟四号”尺寸相同,由推进舱和货物舱组成,其推进舱的直径是2.8米,货物舱的直径是3.35米,总长10.6米。[3]“天和”核心舱由大柱段、小柱段和节点舱组成,其中大柱段直径4.2米,小柱段和节点舱直径2.8米,长16.6米,空间站三舱船组合体总长37.8米。[4]



为了更形象的理解空间站的大小,可以用人们熟悉的“复兴号”高铁作比较,“复兴号”车厢长25.65米[5],最大宽度3.36米[6],最大高度4.05米[6](含车厢底盘)。对比起来,目前中国空间站三舱船组合体的径向截面与“复兴号”高铁车厢腔体(除去底盘)径向截面的面积接近,意味着中国空间站三舱船组合体的长度和体积均接近于1.5节“复兴号”车厢,它就是一列三个“车厢”组成的“太空列车”!



轨道高度是中国第一高楼“身高”的600多倍!


按轨道高度计算,中国空间站飞行高度是上海中心大厦的600多倍。当前,中国空间站运行在轨道高度约390千米的近圆轨道上,这个高度是中国第一高楼上海中心大厦(建筑高度632米)的约617倍,是珠穆朗玛峰高度(海拔高度8848.86米)的约44倍,接近于北京至太原的直线距离(约400千米)。



飞行时速达到23倍音速!


按飞行速度计算,中国空间站时速是“复兴号”的80倍。在接近400千米的近地轨道上,中国空间站的运行速度约7.7千米/秒,相当于时速27720千米/小时,约90分钟就能绕地球一圈。时速27720千米/小时是音速的约23倍(23马赫),是“复兴号”高铁时速(取350千米/小时)的约79倍,是小汽车高速公路行驶速度(取120千米/小时)的231倍,从北京飞到深圳(直线距离约1900千米)只需4分钟(约247秒)。



在之前的任务过程中,中国空间站“一”字形三舱船组合体先后出现了四次。第一次是在“神舟十二号”任务期间,当时“天舟二号”对接于“天和”后向端口,“天和”居中,前向端口对接的是“神舟十二号”;第二次出现在“天舟三号”上行阶段至“神舟十三号”到来之前,当时“天舟二号”已经绕飞对接于“天和”前向端口,“天和”居中,后向端口对接的是“天舟三号”;第三次出现在“神舟十三号”下行之后至“天舟二号”下行之前,组合体状态同第二次;第四次便是当前阶段,到“神舟十四号”上行对接于径向端口时,空间站构型就会由“一”字变成“T”字。




虽然还在建造过程中,中国空间站目前的“一”字形三舱船组合体已经具备一定规模,质量达到了50吨级,相当于4辆重型货车,长度和体积相当于1.5节“复兴号”车厢。而这样一个大家伙正在距地约390千米的高度上以23倍音速飞行着,相当于近地空间一列以超高音速运行的“太空列车”,一座高悬近地空间的“太空家园”,等待新舱段“神舟十四号”的到来,为中国空间站再加一“笔”,也为中国空间站的“一”字构型画上一个完美的句号。


作者:大白高国

本文为作者原创,@轻舟一号是文章唯一发表账号,如需转载请联系作者,并注明出处与作者


参考资料


[1]数据引自中国航天报《团圆专列出发!长七再送“天舟”奔“天宫”》
https://mp.weixin.qq.com/s/fs61qJYxL4AMANTxh9oXwQ


[2]数据引自中国航天报《天四配送成功,空间站又上新!》
https://mp.weixin.qq.com/s/uc5v921LLiVGMb9xTizHDg


[3]数据引自央视新闻《总重量13.5吨!天舟货运飞船到底长啥样?记者带你近距离探访》
https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?rs=1507516578&ruk=JEfxapJCs3jGOVDtyV94sw&isBdboxFrom=1&pageType=1&urlext=%7B%22cuid%22%3A%22_iv0fluVB8g082iEl82C80urvaj9aSaKg8vsig8K-fKk0qqSB%22%7D&context=%7B%22nid%22%3A%22news_8433152526961653406%22%7D


[4]数据引自北京市科学技术研究院《中国空间站天和核心舱观测指南》
https://mbd.baidu.com/newspage/data/landingsuper?rs=1481410955&ruk=JEfxapJCs3jGOVDtyV94sw&isBdboxFrom=1&pageType=1&urlext=%7B%22cuid%22%3A%22_iv0fluVB8g082iEl82C80urvaj9aSaKg8vsig8K-fKk0qqSB%22%7D&context=%7B%22nid%22%3A%22news_9540259929417637590%22%7D


[5] 数据引自新华网《超长版"复兴号"亮相 可坐1283人2019年投入运营》
http://www.xinhuanet.com/politics/2018-10/04/c_1123518416.htm


[6]数据引自西安日报《车厢大揭秘!复兴号全新车型“落户”银西高铁,属国内首次上线!》
https://baijiahao.baidu.com/s?id=1686124515974069330&wfr=spider&for=pc


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