一图了解中国空间站,和国际空间站相比如何?

10月31日,梦天实验舱发射任务圆满成功。“梦天”与天和核心舱完成交会对接后,形成三舱“T”字基本构型,也标志着中国空间站建造进入收官阶段。这座“太空别墅”长什么样,有哪些亮点与作用,又是如何组装建造的?南都大数据研究院与你一探究竟。

分五步走,中国空间站是这样建造的

梦天实验舱与天和核心舱完成交会对接后,形成三舱“T”字基本构型,也代表着中国空间站建造进入收官阶段。中国空间站长什么样?是如何组装建造的?南都大数据研究院与你一探究竟。

中国空间站三大舱段的重量都超过20吨。其中,天河核心舱约16.6米长,内部活动空间约50立方米。问天实验舱长17.9米,同样拥有50立方米的空间可供航天员活动。本次发射任务的主角—梦天实验舱重约23吨,配置了我国最大的具有二次展开功能柔性的太阳翼,可以为空间站提供14千瓦时的电能。

天和核心舱具备开展交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力,舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区,能够为航天员工作和生活提供舒适良好的保障条件。问天实验舱的主要任务是支持密封舱内应用和舱外试验,存放航天员消耗品、空间站备品备件和补给货物。按照设计,“问天”内装载了8个实验机柜,舱外暴露实验平台配置了22个标准载荷接口。此外,问天实验舱与天和核心舱都设有可供3名宇航员生活起居的必要设施,“问天”的睡眠区采用了竖式睡舱,也就是说航天员会在里面“站”着睡觉。

资料显示,中国空间站的组装、建造主要分为五步。除了发射、对接相应的舱段与飞船外,还需要进行数次在轨转位。例如,在梦天实验舱发射前的9月底,航天员和地面工作人员协同操作,通过机械臂的协助,把问天实验舱由天和核心舱前向对接口在轨转位至右侧停泊口,形成L形两舱组合体。而在今年年底前,梦天实验舱也将从天和核心舱前向对接口在轨转位至左侧停泊口,形成“T”形三舱组合体,完成中国空间站的基本构型建造。

中国载人航天工程副总设计师杨利伟在接受媒体采访时表示:“开放合作是中国航天一直以来的态度。我们国家搞载人航天,对不同国家以及不同机构的大门是敞开的。空间站在最初设计时就考虑到国际间的合作,好多国家也在跟我们申请。”中国空间站的建造具有重大战略意义,既能为我国的生命科学、生物技术等前沿学科的研究给予支持,提升综合开发利用太空资源的能力,也将为未来的载人航天与深空探测事业提供巨大帮助,更是我国迈向航天强国的关键一步。

一系列功能更先进,中国空间站和国际空间站相比如何

今年年底,中国空间站建成后,将成为当前第二个在轨运行的空间站。相比国际空间站这个“前辈”,中国空间站有何特色?

国际空间站于1993年由美国、俄罗斯、11个欧洲航天局成员国(法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士)、日本、加拿大和巴西共16个国家联合建造。其中,美国研制试验舱、离心机调节舱、太阳能电池阵等部分,俄罗斯研制多功能货舱、服务舱、万向对接舱等组件。截至发稿时,国际空间站在23年间(1998年—2021年)陆续发射、对接了18个舱段,舱内活动空间约388立方米,可供6—7位航天员长期驻留,13位航天员短期停留。

相比国际空间站这个“庞然大物”,由我国自主设计、研发与建造的中国空间站更小巧,但凭借后发优势,在一系列功能上实现了反超。

首先,在太阳能发电上,国际空间站当前使用的是由美国研发的太阳能电池板,其发电效率不超过15%,而天和核心舱所装载的太阳能帆板已达到30%。梦天实验舱使用了更新型的太阳能电池板,发电效率更高达34%。

而在推进器上,中国空间站也处于领先地位。国际空间站采用化学燃料喷气推进器,缺点是效率很低,比冲不超过460秒。比冲低意味着燃料消耗大,每年要用掉4吨多燃料。中国空间站天和核心舱搭载了四台霍尔推进器。这是一种基于霍尔效应的特殊离子推进器,比冲能达到3000秒以上。以此换算,霍尔推进器的推进效率比化学燃料推进器高出近10倍。这也意味着中国空间站的推进器效率更高、状态更稳定、更节约能源,其工作寿命也更长。

此外,中国空间站也配备了更先进的机械臂。目前中国空间站装配了两台机械臂,其中,天和核心舱携带的机械臂长10.2米,质量738公斤,有7个自由度,最大负荷25吨,远超国际空间站的“加拿大臂2”。“问天”所配备的机械臂,精度也超过国际空间站上的同类型设备。

数据来源:国家航天局、中国载人航天工程办公室、中国航天科技集团五院、《天宫空间站关键技术特点综述》,央视新闻、新华社等媒体报道
图片来源:中国载人航天工程办公室、中国航天科技集团五院、新华社等
统计截止日期:2022年10月31日

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