空间站是人类太空活动的大平台,由多舱段构成,例如国际空间站由16个国家合作建设,是目前为止规模最大的太空合作项目,总重量440吨,这样的庞然大物靠人类目前的运载火箭送入轨道根本是不可能的。最好的办法就是像堆积木一样,分块发射,之后在太空中进行对接组装。
我国的空间站也是如此,从2021年4月天和核心舱发射升空,中国空间站的建设算是正式开始。第一阶段进行关键技术验证,发射了天舟二号货运飞船、神舟十二号载人飞船、天舟三号载人飞船以及神舟十三号载人飞船,4月16日三名航天员翟志刚、王亚平和叶光富安全返回地球,也意味着中国空间站关键技术验证阶段的完美收官。
在这密集的六次发射任务过程中,中国空间站也将经历9种以上的组合体构型,看上去就像是变形金刚。
我们先来看一下天和核心舱上的对接口和停泊口的情况,大柱段在后有一个轴向对接口,节点舱在前有一个轴向对接口、两个水平方向径向停泊口,一个径向对接口。因为在不同的时间任务中,载人飞船和货运飞船停留的位置不同,就会导致空间站出现不同的组合体构型。
我们按照时间顺序,跟随每一个飞船的发射,看一下中国空间站到底会经历几种组合体构型。
1、天舟四号货运飞船会在五月发射升空,入轨后对接到大柱段轴向对接口,此时中国空间站将呈现“天舟三号(轴)-天和核心舱-天舟四号”的构型;
2、六月份神舟十四号载人飞船发射入轨,对接到节点舱径向对接口上,这个时候中国空间站的构型就是“天舟三号(轴)-神舟十四号(径向)-天和核心舱-天舟四号”。
3、七月份“问天”实验舱会发射,但是在这之前天舟三号会下行让出节点舱的轴向对接口,中国空间站将短暂变成“神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟四号”,随着“问天”实验舱的入轨对接,将变成“问天实验舱(轴)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟四号”的构型。
4、“问天实验舱”在节点舱轴向对接口飞行一段时间,之后会在机械臂辅助下进行水平转位,到达节点舱的停泊口,这个时候空间站就变成“问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟四号”的构型。
5、在10月份“梦天实验舱”会发射,跟前一个实验舱一样,先是在节点舱轴向对接口对接,之后再转位到停泊口,因此空间站会经历“梦天实验舱(轴)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟四号”,到“梦天实验舱(径)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟四号”构型的转变。
6、由于神舟十四号和神舟十五号将进行太空会师,因此接下来要把天舟四号进行从后到前的转位,给天舟五号让位置,空间站组合体变成“天舟四号(轴)-梦天实验舱(径)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱”的构型。
7、之后便是天舟五号运送物资入轨,在后向对接口对接,空间站组合体变成“天舟四号(轴)-梦天实验舱(径)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟五号”构型。
8、之后便是神舟十五号发射升空,在此之前天舟四号货运飞船需要下行让位置,因此空间站组合体短暂变成“梦天实验舱(径)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟五号”构型,随着神舟十五号入轨,空间站组合体变成“神舟十五号(轴)-梦天实验舱(径)-问天实验舱(径)-神舟十四号(径)-天和核心舱-天舟五号”的构型。
实际上可以看到,中国空间站的基本构型是天和核心舱上带着两个实验舱呈现T字形结构,剩下的三个对接口就是为载人飞船以及货运飞船准备的。
因此说中国空间站的完全体”应该是“三舱三船”的结构,并且在进入正式运营阶段之后,空间站航天员都将在太空中在轨任务交接,短暂共处5-10天的时间。这种模式将在神舟十四和神舟十五任务中首次展示,以后将成为常态。
#奇妙知识季#
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