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揭秘天宫一号:中国对俄航天技术效仿和超越(组图)

www.sinoca.com 2011-09-28  网易军事



  异体同构周边对接系统已有普遍使用

  此后虽然苏联联盟载人飞船、进步货运飞船和礼炮空间站都使用传统的针-锥对接装置,但仍进一步改进异体同构周边系统,准备在下一代载人航天系统中使 用,苏联新一代的暴风雪号航天飞机使用编号APAS-89系统,原始设计外部直径2.03米,不过随后直径减少到1.55米,由于外部直径的缩小,内部通 道直径也缩小到80厘米。和平号空间站主要指用针-锥方式对接的同时,量子实验舱上还带有一个APAS-89对接口,预备用于和暴风雪号航天飞机的对接。 苏联解体导致后继的航天计划成为水中月,暴风雪号直接退役。

  为了筹备建设国际空间站,美国航天飞机装备了原定用于暴风雪号航天飞机的异体同构周边对接系统,生产商能源联合体将其重新编号为APAS-95。美 国航天飞机使用APAS-95与和平号进行了多次对接。国际空间站对接装置同样使用了APAS-95对接系统,俄罗斯制造的曙光号服务舱与美国团结号节点 舱的连接使用了异体同构系统,意大利制造美国拥有的和谐号和宁静号节点舱同样各具有一个APAS-95系统用于对接航天飞机。不过国际空间站上的异体同构 周边对接系统为了防止大质量的航天飞机带来太大的震动,异体同构周边对接机构为永久性的被动端以进行适应性的修改,而航天飞机的APAS-95仍然可以在 主动端和被动端之间切换。

“联盟”系列飞船逼近国际空间站,对准对接舱上“针-锥”式对接机构的“锥”,注意红圈处。

  中国交会对接装置设计博众家之长

  中国天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船的对接系统在设计上主要借鉴了俄罗斯的系统,但博采众家之长根据自己的需求进行设计。从目前的资料看,中国的 交会对接测量系统使用了远程微波雷达、近距离激光雷达的视频导航传感器(VGS)外加光学瞄准器的组合配置,对接机构硬件规格和俄罗斯APAS-89一 致,理论上具备和空间站和谐号与宁静号节点舱上APAS-95接口对接的能力,当然由于来自美国的政治障碍,和空间站的对接是不可能的。虽然空间站上的 APAS-95接口只能作为被动端,但中国出于安全考虑,神州飞船和天宫飞行器的对接机构不太可能盲目跟进。可以预计天宫一号的对接装置经过了检验后,将 成为中国载人航天标准的对接机构,这是天宫一号对中国航天事业最主要的贡献。

  

  两年的近地轨道维持将大大超越神州飞船6个月设计寿命的轨道舱,这也是对中国载人航天技术又一前所未有的考验。

  两年的近地轨道维持技术突破

  天宫一号虽然设计上主要用于突破掌握交会对接技术,但它本身作为一个8.5吨的庞大空间平台,自然会进行更多的应用。天宫一号和神舟八号都将进行一 系列太空科学试验,如中国载人航天领域的第一个国际合作项目,中德联合进行的研究空间微重力生命科学实验的SIMBOX就将由神舟八号带上太空。天宫一号 目标飞行器将在约400千米近地轨道进行2年时间的长期飞行,远大于神州飞船6个月设计寿命的轨道舱,它开拓了中国航天器低轨道长寿命飞行的领域,2年的 设计飞行寿命如果得以实现的话,将接近苏联礼炮4号空间站的数字。

  潜力巨大的低轨道航天平台

  天宫一号还将成为一个拥有巨大潜力的低轨道平台,目前已经规划携带上海计物所的60厘米口径碳化硅红外相机用于对地侦察,此外还装备了超光谱离轴成 像三反光学系统,在神州六号上的长春光机所实现了400千米高度0.5米分辨率的性能后,上海计物所又会给我们带来什么样的惊喜呢。天宫一号本身具有 8.5吨的质量,根据前载人航天工程总设计师王永志文章中提到的信息,天宫目标飞行器和空间实验室的研制成果将成为大型货运飞船和未来空间站实验舱的基 础。13吨的货运飞船和天宫飞行器在外观几乎一致,20吨级的实验舱图片发布后更是有人说是货运飞船的放大版。放大为13吨计货运飞船和20吨级实验舱的 潜力,预示着天宫一号平台在近地轨道侦察和天文观测上的光明前景。

  对比美国的同类产品,如果未来我们看到中国的锁眼和哈勃,相信并不会让人感到陌生。其实不论这些,天宫一号的研制为货运飞船和空间站实验舱的研制积 累了经验并铺平了道路,它的使用也为后继天宫二号和天宫三号太空实验室的运行积累经验,这已经物有所值。从已有的资料推测,天宫一号目标飞行器的三次对接 飞行时间可能都在20天左右,由于神舟飞船设计飞行寿命只有7天,天宫一号的实验将大大延长中国载人飞行时间,进行更久的低轨道长时间飞行,进行研究太空 环境对人类的影响等太空生物医学实验。

  

  天宫一号实际上就是中国第一个试验性的空间站,承担着为2020年前后建设大型、多舱段空间站进行技术积累的任务。 尽管总体性能尤其是体积质量不如苏联的礼炮一号更不要说美国的天空实验室,但天宫一号部分性能和设计指标仍有自己的特色,这体现出了中国航天所做出的努力和技术进步。

  作为中国迈向太空的重要一步,天宫一号必将成为中国航天的一个里程碑。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/


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