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天宫号空间站组建过程(天宫空间站的六岔路口)

天宫号空间站组建过程(天宫空间站的六岔路口)那么,天和二号核心舱在哪呢?它又是做什么用的?多台核心舱产品电性核心舱我国载人航天史上仅有一次将电性产品发射上天,就是神舟一号无人飞船。当时为了搭上长征2F火箭首飞任务的便车,因而安排了加塞任务,让神舟飞船电性船上天。除了电性核心舱还有工艺验证舱、初样核心舱、水下训练舱,加上在轨运行的天和一号正样核心舱,不完全统计至少有5台核心舱产品,由此可见要想成为世界载人航天领域的手执牛耳者需要匹配多么强大的综合国力。

航天员身处太空微重力环境中无法依靠人体的前庭觉与本体觉辨别空间方位的上与下,进而导致空间方位感知的错乱,因此用于连接天宫空间站各舱段的核心舱节点舱设置了一系列的路牌标识,在这些“路标”中节点舱双向承压舱门处的“天和一号”路标格外引人注目,既然有天和一号,那么有没有天和二号呢?

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节点舱天和一号路标

“有”与“没有”两个结论都是不准确的,这又是为什么呢?

在回答这个问题前,可以先来看看我们究竟有多少个“核心舱”产品。最近有人误将用于电性能测试的“电性核心舱”认为是天和二号,实际上这是不可能的,因为它缺失很多必要功能。

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电性核心舱

我国载人航天史上仅有一次将电性产品发射上天,就是神舟一号无人飞船。当时为了搭上长征2F火箭首飞任务的便车,因而安排了加塞任务,让神舟飞船电性船上天。

除了电性核心舱还有工艺验证舱、初样核心舱、水下训练舱,加上在轨运行的天和一号正样核心舱,不完全统计至少有5台核心舱产品,由此可见要想成为世界载人航天领域的手执牛耳者需要匹配多么强大的综合国力。

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多台核心舱产品

那么,天和二号核心舱在哪呢?它又是做什么用的?

正所谓载人航天人命关天,为了更加审慎地迎接载人航天工程第三步走任务的考验,我们将天宫空间站划分为三个阶段,分别是关键技术验证阶段、在轨建造阶段、运营阶段。

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神舟十二号载人飞船

在关键技术验证阶段,除了检验由神舟载人飞船、天舟货运飞船组成的天地往返运输体系的运行情况,核心舱的在轨验证也最为重要,因为它是主控舱段,承担着整个空间站的轨道控制与姿态控制、生命保障、电力分配、热控等一系列核心职能。

更关键的是核心舱的状态一旦确定就要发射问天与梦天两个20吨级大型实验舱与之对接,且服役期长达15至20年,甚至更久。整个工程任务的不可逆性由核心舱决定,意味着巨大的代价与风险,这就是为期一年左右的“关键技术验证阶段”安排的必要性。

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空间站三大舱段地面验证组合体

天和一号核心舱全称“天和一号试验核心舱”,通过全盘考验后直接在轨转正。那么如果天和一号没有通过在轨验证又当如何呢?

早在八年前载人航天工程总师周建平就曾披露,若试验核心舱不满足在轨建造空间站条件,则在完成改进完善之后,发射新的核心舱,进行空间站建造。

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天宫空间站当前组合体形态

当前天和一号核心舱已经在轨稳定运行将近两个月,期间成功发射天舟二号货运飞船、神舟十二号载人飞船与之对接,形成一字形构型的40吨级大型空间组合体,航天员也已经入驻,天地往返运输系统与核心舱各项功能正在接受检验。

相信天和一号核心舱一定会交出满分合格答卷,在这样一个背景下,备份核心舱就可以有新的使命,那就是结合后续核心舱在轨运行情况与最新技术进行升级改进,进而成为天和二号核心舱。

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早期天和二号核心舱对接效果图

十年前决策实施天宫空间站工程时就确立了有所为有所不为留有拓展空间的发展思路,“留有拓展空间”指的就是可以继续发射天和二号核心舱与天和一号核心舱节点舱前向对接口对接,届时此处的通道路标将永久更改为“天和二号”。

随后再发射两个20吨级实验舱与天和二号节点舱两个侧向停泊口对接,加上计划2024年发射的巡天光学舱,届时空间站规模将提升近一倍至180吨。

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在此图基础上加上巡天光学舱既是天宫最大构型

同时拥有两个核心舱可以进一步增强空间站关键系统的备份能力,但这并不意味着空间站由两个大脑指挥。

载人航天工程空间站系统总设计师杨宏对此指出,多个航天器在一起进行组合,始终要有一个核心舱统一进行控制,对接上来的航天器一般都处于停靠模式,停靠模式以后把它的资源大家共享,统一接受核心舱指挥与控制,这样我们能做到跨舱段跨航天器系统融合。

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核心舱柔性砷化镓太阳翼

天宫空间站的拓展能力早在方案设计阶段就已经统筹考虑,比如拓展之后的电力供应,天和一号核心舱与两个实验舱均应用了当今世界光电转换效率最高的柔性砷化镓太阳翼,发供电能力有较大冗余,可以满足拓展舱段需求,新增加的实验舱Ⅲ与实验舱Ⅳ甚至无需配置太阳翼,亦可满足需求。

除此之外,天宫空间站还具备在轨能源拓展功能,问天实验舱与梦天实验舱完成在轨组装后,双向展开长度60米的大型双自由度实验舱太阳翼势必对核心舱太阳翼形成遮挡,从而降低核心舱发供电能力。

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实验舱太阳翼双向展开长度60米

届时,天和一号核心舱太阳翼可再度收拢,尔后航天员在机械臂辅助下可对其进行转位,由天和一号分别转移至两个实验舱短桁架上安装,如此一来遮挡问题迎刃而解。

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机械臂辅助航天员转移核心舱太阳翼

纵览全文可知本文聚焦的是一个“大”字,天宫空间站有两个“大”,其一是工程规模之大,180吨级“干”字形构型将是人类有史以来单独由一国承建的最大规模载人空间站,再就是大科研能力,届时不论是科研规模还是科研质量都将全面反超国际空间站。

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聂海胜通过核心舱小柱段(两侧是睡眠舱与卫生区)

近段时间以来伴随着天问一号、天和核心舱、天舟二号、神舟十二号等诸多航天捷报,类似欧空局宇航员学习中文欲登天宫空间站的合作诉求也越来越多,说明在实力面前不需要任何修饰,这是他们最容易理解的语言。

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欧空局宇航员在华训练

一位外国友人曾这样评价近期天宫空间站的诸多进展:也许中国人并不在意天宫空间站对于人类的里程碑意义,因为他们是在一步一个脚印完成一个又一个节点任务,兑现自己曾经许下的诺言。

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