中国空间站,未来如何升级?即将迎来最大构型!十字、干字,以后都安排上!

中国空间站,未来如何升级(构型篇)
中国空间站如何升级?十字构型已经公布,六舱构型加快脚步,机械臂加智能机器人实在是酷,3D打印提供在轨建造服务,共轨飞行航天器带来构型无数,国际合作大家共同奔赴。中国天宫升级拓展引人注目!
天宫空间站马上就要迎来,建造以来的最大构型。神舟十五号返回之后,接下来天舟五号将会对接到天和核心舱的前向对接口,这样所有对接口都用上了,将是天宫建造以来的最大构型。之前所有对接口用上,有两次,都是乘组轮换时,三舱+两艘载人飞船+一艘货运飞船。那这次都用上将是三舱+两艘货运飞船+一艘载人飞船。货船比载人飞船更大、更长、更重,所以这次最大构型,飞行方向轴线会更长,总重也更重。
具体看一下,这条线,天和核心舱加两艘货船,核心舱16.6米,货运飞船10.6米,经过复杂运算得出结论是接近38米。这条线,问天和梦天长度都是17.9米,长度接近40米。这条线,两套柔性太阳翼,总长约55米。
再来算下体重。核心舱22.5吨,问天、梦天都是大约23吨,神舟飞船约8吨,天舟发射重量13.5吨。又是一通复杂运算,得出来的结论是,总重超过了百吨。这个还不包括空间站里的货和载荷。这么大的重量,对空间站姿态调整、轨道控制,也算是新的挑战。
那从长远来讲,这个构型还只是一个小弟弟。未来可以进一步扩展建造。
天宫在设计阶段,就对未来的扩展做了统筹考虑。预留了机、电、热的扩展接口。第一步,是先扩展到四舱。神十六任务发布会就宣布了“十”字构型。此前,载人航天工程30年成就展上,已经展出的图片中,就出现了这个舱段,叫做多功能节点舱,很显然,它不是简单的把核心舱复制粘贴,而是全新的舱段。功能上,以节点舱为基本功能,同时拓展更多功能。结构上,也是分成大柱段和小柱段,总重应该也会超过20吨,具备6个对接口,实验舱、载人飞船、货船、其它航天器都可以停泊。
“十”字之后,是“干”字。在“十”字型基础上,再对接两个实验舱,形成6个舱段,总重180吨级的规模。
“干”字之后,会不会还有其它构型,比如“丰”字?甚至是“龍”字?那就需要根据具体任务需求来看了。其实空间站不会无限制的扩展下去。对接的舱段越多,对于整体的控制和稳定性都会带来新挑战。
天宫舱外还可以挂东西,天和舱外预留了2个大型载荷挂点的扩展接口,支持在轨扩展安装大型载荷。问天预留1个大型载荷挂点接口和1个扩展载荷试验平台接口,能支持大型载荷的在轨安装,也可以挂接扩展式暴露平台。
舱段的扩展还有其他选择,比如,对接可展开式充气密封舱,既可以工作、实验的舱体,也可以支持太空驻留、旅游等商业航天项目。
最早提出展开式充气密封舱的是比格罗公司。充气舱是混合结构,既有承重刚性结构,也有可膨胀结构。发射的时候不充气,体积小。到位之后,再膨胀。2006年和2007年,比格罗分别发射了创世1号和创世2号实验舱。2008年完成了银河舱的建造。不过,比格罗公司现在已经没了。
这种充气舱,在国际空间站也应用过。2016年的时候,NASA采购了可膨胀的BEAM模块,跟国际空间站对接了,这算是真正的应用到空间站上。这个舱在保温、空间碎片防护、结构强度、密封、内部防刮防刺等方面的性能都有了很大提升,但是因为材料密度低,对空间辐射的防护效果还是远低于金属。