神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

神舟十三号安全返回是没有悬念的,神舟十四号顺利对接也没有悬念。但是,神舟十三号飞船返回以后,为什么神舟十四号不能无缝衔接,还要等一个月左右才能升空呢?因为在空间站正式建设之前,核心舱要进行科学评估,还要进行一项重要操作。这项操作直接关乎美国的一个痛点,大家觉得五年内中国有可能和美国开展空间站合作吗?我是东城观星,再次聊聊中国的空间站。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

一、核心舱要进行一个重要动作

核心舱下一步就要迎来自己的两个永久伙伴,问天实验舱和梦天实验舱,尤其是问天实验舱,带着核心舱的部分备份功能,有了备份,中国的空间站安全性将会加强,两个实验舱又可以大大拓展实验项目,中国太空科研即将迎来大量新成果。

但是在两个实验舱正式安装之前,必须对核心舱的各项功能进行科学评估。尤其是跟对接相关的各项功能,必须提前验证好。这里着重强调的一个大动作,就是核心舱的燃料加注。如果核心舱燃料不足,在后面马上要来的空间站组装过程中,就难以做到轨道维持和姿态调整。同时燃料补加也是中国空间站必须要掌握的一项重要技能。所以,这是中国空间站要进行的一个大动作。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

二、燃料加注有风险

虽然天舟一号已经验证过在轨燃料加注功能,天舟二号也进行了加注功能测试,但是正式地给空间站加注燃料,这还是第一次。不管是在地面、还是在太空,燃料加注都是比较危险的动作,一不小心就会发生燃料泄露。要知道目前空间站使用的可是剧毒的肼类燃料,一旦发生泄露,不仅有爆炸的风险,还有让航天员中毒的风险。

有朋友可能会说了,中国空间站不是使用电推进技术吗?为什么还需要加注燃料?其实电推进发动机并不是空间站的主要动力,空间站的主要动力还是常规燃料发动机。中国空间站使用的主要燃料和天舟飞船的燃料是一样的,天舟飞船要把自己的一部分燃料转移给空间站。

天舟飞船的这项加注技术相对于其他国家有一个创新,就是用来加注的燃料和自己使用的燃料是放在一起的,自己节省的燃料可以补加给空间站,减少燃料的浪费。这项技术在天舟一号验证成功以后,天舟三号又进行了完善和改进。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

但不要以为天舟一号成功了,天舟二号测试了,天舟三号的加注就没有风险了。

世界上燃料加注技术最成熟的国家当属俄罗斯了,但就算是俄罗斯,也不敢保证万无一失。俄罗斯的科学号实验舱,本来是希望能替代国际空间站核心舱星辰号,给空间站提供动力的。但是在研制的过程中多次出现燃料泄露,还发现贮箱故障。经过多次维修,放弃了燃料加注的功能,从而失去了成为国际空间站主动力的能力。

天舟三号第一次给中国空间站核心舱加注燃料,虽然把握比较大,但也不敢说绝对不出问题,所以最好不要在有人的状况下进行补加。神舟十三号乘组离开空间站以后,实施燃料补加才会比较安全,相应的,神舟十四号乘组最好在燃料补加完成,没有问题以后再进入空间站。

此外,燃料补加过程中,地面操控人员要实时监控空间站和飞船的状态,尤其是各条管路和所有阀门的动态监控。这要求地面工作人员要抽出更多精力,时刻监控燃料加注过程,随时应对各种突发状况,没有航天员的空间站能够减轻各系统的压力。

待到天舟三号加注完燃料,经过验证没有问题以后,下一次加注可能就不需要航天员回避了。话说下一次加注,中国空间站就已经建成了吧。

另外,刚才提到的中国空间站的电推进发动机,其实也是需要燃料的,只不过这里所谓的燃料并不是说可以着火的燃料,而是稀有气体氙气。这种气体应该不是通过天舟飞船的管路直接加注,而是通过飞船把装有气体的气罐直接送到空间站。由于氙气是无毒的气体,航天员可以辅助燃料的加注工作,但不太清楚是直接更换气罐还是通过接口灌装。由于电推进技术特别节省燃料,所以电推进发动机燃料的补充频率肯定会低于常规燃料。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

三、天舟二号创纪录

值得一提的是,天舟二号货运飞船,只是测试了一下燃料加注功能,其燃料剩余量应该比较多,所以它注定是中国的劳模货运飞船。不仅要跟其他飞船一样运送足够多的货物,还要为空间站组装练习各种交会对接动作。天舟二号是目前中国在轨时间最长的飞船,仅次于俄罗斯的进步号飞船。进步号飞船最长在轨时间是367天,天舟二号在轨时间也达到了300多天。这个劳模称号送给它一点也不过分吧。相对来说,天舟三号就没有这么多的精力了。因为它把自己的多数燃料都给了核心舱,自己剩余的燃料不足以让它承担各种机动任务。

不管是天舟二号还是天舟三号以及后面的兄弟们,所有天舟飞船都没有回收功能,最终的命运都将是天空中的一颗流星,在大气层里把自己和携带回地球的废弃物燃烧掉。在如此高温下,大家不必担心天舟飞船残骸会掉下来砸到人,也不必担心废弃物会污染地面的环境。天舟飞船和它们所带回的物品都将成为天空中的一缕烟雾。而这一缕烟雾终将悄悄散去。地球上的人们甚至都感觉不到它们的存在。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

四、美国短板

回来接着说燃料加注的事,中国空间站的燃料加注活动,恰巧也是美国航天的一个痛点。因为国际空间站虽然美国出钱出力最多,但动力装置却掌握在俄罗斯人手里面。俄罗斯的曙光号服务舱、星辰号核心舱以及科学号实验舱都有动力装置,可以控制国际空间站改变轨道。而美国、欧洲和日本的各个舱段都不具有动力装置。所以俄罗斯科学家才会说,如果逼急了,可以让国际空间站降落到敌对国家上空。也有人说要让国际空间站分家,只要俄罗斯各舱段一撤,国际空间站将彻底失去动力,不得不依赖飞船临时维持空间站轨道。

除此以外,世界上有俄罗斯、中国、美国和欧空局掌握空间站燃料加注技术。但是美国的空间站燃料加注技术只是验证过,没有在国际空间站上实施过,目前也没有给空间站加注燃料的设备。欧空局用来给空间站加注燃料的飞船也已经退役了。如果俄罗斯决定把曙光号服务舱卖给美国,美国还要考虑尽快恢复给空间站加注燃料的技术。短时间内想恢复燃料加注能力,美国恐怕还需要借助欧空局的力量。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

当然,不得不说的是,虽然中国在空间站燃料补加技术上占据优势,并不代表中国的燃料加注技术就超过美国了。因为除了给空间站补加燃料以外,燃料补加技术广泛应用于各类卫星的燃料补加。美国已经开始将燃料补加服务商业化了,要给世界各国的在轨卫星提供燃料补加的有偿服务。更厉害的是,美国不仅能给预留燃料补加功能的卫星补加燃料,而且还在研究给没有预留燃料补加接口的卫星补加燃料的技术。

给没有预留接口的卫星加注燃料,涉及的技术非常复杂。涉及到卫星的捕获技术,密封口的拆封技术,燃料补加技术,以及重新密封技术。这对太空机器人技术要求非常高。但是一旦技术成熟,将会打开一个非常巨大的市场。天空中几千颗卫星,绝大多数是没有预留燃料补加接口的。如果可以补加燃料,就可以大大延长卫星的寿命,从而节省大量的费用。目前这项技术已经在国际空间站上完成了技术验证,下一步就是完善和正式实施了。相信中国也会努力探索这项技术的,因为在太空领域跟美国没有合作的氛围,还是把技术掌握在自己手里比较踏实。

五、神舟十三号返回以后考核什么

首先,中国空间站下一步就要完成最重要的两次安装任务了。核心舱能否顺利完成对接任务,是任务成败的关键。虽然中国已经多次实践交会对接动作,但是看起来简单的交会对接,实际上背后的复杂程度难以想象。每个对接口需要几百个传感器,上千个齿轮和上万个零部件的配合。上千个齿轮,任何一个都不能出现问题,在天上出现问题,维修起来绝非易事。所以,在实验舱安装前,一定要验证好各个对接口,确保万无一失。

其次,两批航天员九个月的驻留,给空间站带来人气的同时,也给空间站带来了风险。航天员在空间站内生活,必然会给空间站带来大量微生物,包括细菌和病毒。尤其是细菌,在太空辐射的作用下,会加速变异,不断产生太空新品种。这些已知和未知的微生物,可能会给空间站带来难以预料的腐蚀危害,降低空间站内一些设施的寿命。此外,还可能会给后面的航天员带来难以预料的疾病。所以,一定要做好微生物的监控、评估和消除工作。

神舟十三号乘组返回后,空间站会有大动作,涉及美国航天痛点

此外,神舟十三号航天员乘组的选择非常科学,既有年近六十的老航天员,也有刚过40的八零后,还有女性航天员。三位非常有代表性的航天员第一次在太空生活六个月,不管是在轨生活,还是返回地面以后的健康恢复情况,都将为后面的航天员执行任务提供科学的数据参考。神舟十四号乘组多等几天再赴约,还是非常有必要的。

先说到这里吧,有介绍不到位的地方,欢迎大家在评论区进行补充。让我们一起见证中国空间站将为人类科技进步做出哪些突出贡献。

今天的介绍就到这里,欢迎大家关注东城观星,咱们下周再见。

展开阅读全文

页面更新:2024-03-28

标签:神舟   空间站   美国   航天员   俄罗斯   飞船   中国   燃料   航天   核心   动作   技术

1 2 3 4 5

上滑加载更多 ↓
推荐阅读:
友情链接:
更多:

本站资料均由网友自行发布提供,仅用于学习交流。如有版权问题,请与我联系,QQ:4156828  

© CopyRight 2008-2024 All Rights Reserved. Powered By bs178.com 闽ICP备11008920号-3
闽公网安备35020302034844号

Top