2022年是中国空间站最重要的一年,我国将会完成中国天宫空间站的建设,在此之前,我国还将成功问天、梦天实验舱为主要实验平台的搭建,载人航天和货运飞船的各项验证,比如神舟13号,将采用快速返回方式返回地球、货运飞船的交会对接实验验证等。
2022年3月27日15时59分,天舟二号货运飞船完成空间站组合体阶段全部既定任务,撤离空间站核心舱组合体,择机再入大气层。
天舟二号货运飞船,于2021年5月29日发射入轨,携带空间站6.8吨物资补给,工作周期为10个月,目前,天舟二号货运飞船状态良好。
10个月!天舟二号验证了什么?
天舟系列飞船为我国空间站中的货运飞船,天舟二号是中国第二艘货运飞船,采用两舱构型,由货物舱和推进舱组合而成,中国空间站关键技术验证阶段发射的首艘货运飞船。
天舟二号总长10.6米,最大直径3.35米,最大起飞重量13.5吨,物资上行能力达6.9吨,载货比0.51,在轨寿命不小于1年(目前仅工作了10个月),供电能力不小于2700瓦。
天舟二号货运飞船具备全相位自主交会对接能力,可多次完成推进剂在轨补加,在我国空间站建设和未来的运营起到了关键性的作用。那么天舟二号做了哪些验证呢?
首先是精准对接的验证,在天宫二号抵达空间站之前,神舟十二号还未发射,天宫空间站还没有宇航员抵达过,因此要实现两大航天设备的精准对接实际上非常难。
天舟二号货运飞船准点发射,精准进入预定轨道,大约8个小时后,赶上天和号核心舱,采用自主快速交会对接模式精准对接于天和核心舱后向端口。成功将宇航员生活物资、舱外航天服、空间站平台设备、应用载荷、推进剂等运送上天宫空间站。
其次,天舟二号货运与天和号核心舱成功对接,迎接首批空间站的宇航员,我国空间站首次形成三舱组合体。这是首次货运飞船验证神舟载人飞船对接空间站。在未来这将是常见的现象。
第三,天舟二号实现“太空调头”,最先完成对接的天舟二号在天和号核心舱的尾部,在2021年9月18日,天舟二号成功实现了核心舱后端风力,绕飞至前端完成自动交会对接。
该项技术的验证,在未来我国的货运飞船可以通过在核心舱尾部完成首次对接,根据任务需要随时调整自己的位置,为未来空间站的灵活调度奠定了基础。天舟二号的“太空调头”,为天舟三号的对接和神舟十三号的到来创造了有利的条件。
最后,天舟二号在宇航员和机械臂的密切配合下,完成了我国首次利用空间站机械臂操作大型在轨飞行器进行转位试验和天舟二号货运飞船与空间站组合体手控遥操作交会对接试验。
太空验证,未来的基本操作
中国空间站的轨道运行高度在400公里左右,运行速度快,围绕地球一圈仅需1.5个小时,在高速飞行的空间站上实现各项功能验证,目的是什么呢?
要知道空间站建设成功,我国的空间站将会是太空唯二的空间站之一,由于距离地面较远,我们对其的掌控并不能及时,快速反应,因此在建造的过程中,各项能力都将做出更多的太空验证。
虽然,可能目前仅仅只是一个练习,没有很大的意义,但是在未来空间站正式投入运营中,中国空间站目前的各项验证将会成为基本操作。
比如神舟十三号将会实现快速返回,全过程大约只有1个小时。这将标志,未来空间站将会出现人流不断,处于长期有人值守的场景(宇航员6个月换班)。
空间站机械臂能力的展示,看似可以简单地实现空间站外部爬行,实际上是我国正在验证空间站机械臂的能力。在未来的空间站的运营中,空间站外部维护和检修,将是非常重要的设备。
大型设备的太空转向,这对于空间站而言也是非常重要的,不仅可以改变空间站在太空飞行的姿态,也能通过变换,实现更多太空任务工作,比如航天器对接,躲避太空威胁等。
在未来的太空中,太空垃圾将会层出不穷,我国的空间站,还将实现太空风险规避,及时变轨,避免被其他航天器撞击,比如去年我国公布的星链卫星两次靠近中国空间站事件。未来还可能经常发生。
总结
2022年,航天科技集团计划安排50余次宇航发射任务,包括载人航天工程的6次发射任务,全面建成以天和核心舱为控制中心,问天、梦天实验舱为主要实验平台,常年有人照料的空间站,标志中国空间站完成建造,正式投入运营。
为中国航天加油,为中国空间站点赞!
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