中国空间站2022年完成在轨建造,开放标准是什么?为何提供“共享”?
 
时间:2022年4月18日
嘉宾:?国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员 杨宇光

中国网:2022年4月17日,国务院新闻办公室举行新闻发布会,介绍中国空间站建造进展情况。2022年是完成空间站建造的决战决胜之年,又恰逢中国载人航天工程立项实施30周年。根据任务安排,今年将计划实施6次飞行任务,完成我国空间站的在轨建造,未来将转入为期十年以上的应用与发展阶段。中国空间站有哪些特点?未来的开放标准是什么?为何要提供国际“共享”?本期节目,特别邀请国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光为您解读。

 

国际宇航联空间运输委员会副主席、中国航天科工集团二院研究员杨宇光解读中国空间站建造。  中国网 杨佳 摄影

 


中国网:中国空间站计划是在2022年底建造完成并投入运营。中国空间站的整体功能布局、建设性能等方面具有哪些特点?未来运营的条件是什么?

杨宇光:关于这个问题肯定要做一下对比了。到目前为止,人类一共有四代空间站,第一代空间站是前苏联的“礼炮一号”到“礼炮五号”,以及美国的“天空实验室一号”。他们的共同特点就是历史上只有一个飞船或者只有一个航天器造访。有一种说法是“天空实验室一号”有两个对接口,但是从它整个的运营历史上来看,它都同时最多只对接了一个航天器,只对接了一艘阿波罗飞船,所以他们是第一代空间站。

第二代空间站是前苏联的“礼炮六号”和“礼炮七号”,他们最主要的特点是前后各有一个对接口,这样当一艘飞船带着乘组去和它对接的时候,乘组在空间站里面驻留就有机会发射另外一艘货运飞船去给它送补给,也正是因为这个原因,所以它不断地打破人类长期在轨驻留的纪录。

第三代空间站只有一个,就是前苏联(建造)、俄罗斯的“和平号空间站”。和平号空间站的特点是采用了模块化的设计,除了前后各有一个对接口以外,它就是在其中一个对接口,我们称之为一个节点舱,这个节点舱上下左右还各有一个靠泊口,这样的话“和平号空间站”就有条件在对接一艘载人飞船和对接一艘货运飞船的同时,还能够再增加很多的大型舱段。它是由它的核心舱、量子一号实验舱、量子二号实验舱、光谱号舱、晶体号舱、自然号舱,还有一个用于对接的小舱——这么多舱段对接在一起的,也就是采用一种模块化或者说是搭积木的方式来实现的。它整个组合体有100多吨重,被誉为是“人造天宫”,可以说是创造了人类历史的一个丰碑。

 目前人类的第四代空间站是国际空间站,它的突出特点是采用了桁架挂舱的方式,它有一个108米宽的大的桁架,桁架的两侧有四对太阳能帆板,非常巨大,所有的节点舱都是挂在这个桁架上的,称之为“桁架挂舱式”的空间站。

 我国的“天宫空间站”比较特殊,它采用了类似于第三代的空间站,也就是“和平号空间站”的模块化设计,一个核心舱和两个实验舱是基本配置.这个基本配置甚至规模还不到和平号的一半,但是从技术先进性、指标和功能角度来说它是属于第四代空间站的,也就是和国际空间站是处在同一水平线上的.原因在于我们“天宫空间站”因为时代的原因,采用了很多更为先进的技术。比如我们在“问天号”舱和“梦天号”舱的尾部有两对非常巨大的太阳能帆板,而这个帆板也是和国际空间站的大型的帆板一样。帆板的面能够用理想的方向来对准太阳,这是我们第四代空间站的一个非常显著的特点。

我们也采用了很多的局部的先进技术。比如,我们的“天和一号”核心舱是世界上第一个装备了电推进系统的空间站,其他的包括目前的国际空间站都没有这么用,因为电推进系统尽管推力很小但效率非常高,这是我们提高效率非常重要的举措,也是它的先进性所在。

 刚才已经提到了供电能力和推进,除此之外还有一个是科研机柜数量。尽管我们的空间站甚至它的规模不到“和平号空间站”的一半,更不要说和超过450吨重的国际空间站比了,但它的效率还是比较高了,尤其是“问天号”和“梦天号”实验舱入驻以后,等于提供的科研机柜数量非常多,这等于确实能够做的科研的工作就更多,这样既符合我们作为一个发展中国家,尽管是大国,但是我们要有限的经费、有限的投入做这些大科学研究的基本的约束条件。同时,又保证它的先进性,保证它的高效,这样能够获得符合一个航天强国地位的科学的研究的产出,这是我们的定位所在。

 还有一个就希望大家关注的是,等今年年底,或者如果顺利的话等我们三舱T字型的构件建成以后,后续适当的时候,我们还会发射一个叫做“巡天号”的实验舱上天,它是有一个直径两米的大型的望远镜,它被誉为是“中国的哈勃”。但是它有很多的优点:第一,它跟我们的空间站是共轨运行的,这样的话不需要像美国那样去派航天飞机维修和维护它,只要适当的时候它和空间站对接,用空间站去维修它就可以了,这样很大程度上提高了效益,所以它的效益是比较高的。第二,虽然它的口径是两米,比哈勃望远镜2.4米的口径要小一点,但是也是因为时代的原因,我们可以采用更先进的感光元器件,所以它的分辨能力也就是拍出来照片的精细程度是和哈勃望远镜差不多的,但是它的视场角,也就是拍一次照能够覆盖的范围要比哈勃望远镜大很多倍,使我们能够获得更大数据量的科研的成果,这个也是我们空间站的一个非常重要的组成部分,未来和我们的空间站共轨运行,应该说会起到这方面的作用。

 中国网:中国已经宣布为联合国所有会员国提供使用中国空间站的机会,截至目前已经有17个国家的9个项目成为中国空间站科学实验首批入选项目。中国空间站的入驻标准是什么?我们为什么要提供空间站的“共享”?

 杨宇光:根据《中国航天白皮书》,我们从航天大国建设成为航天强国有很多重要的标志,其中一方面的重要的标志就是国际合作,就是我们的航天活动从一开始就把国际合作放在一个非常高的位置,甚至把它作为成为航天强国的重要的标志。所以,在空间站工程定立之初,也就是1992年设立载人航天工程的时候,我们给空间站的定位就不但是国家级的空间实验室,也是我们进行科普教育和国际合作的重要的平台。

你刚才提到的从17个国家遴选的9项实验竞争是非常激烈的,只有最后这9项实验入选了。为什么只有这9项,其实有几个层面:

第一,它的科学价值要足够大,刚才提到了一公斤物资上去到空间站比同等重量的黄金还要“贵”好多倍,所以这个资源是非常宝贵的,一定要精打细算好好地利用。所以,一定要有足够高的科学价值,这是第一个标准。

第二,其实很重要的是它要能够具备项目实施的可行性。我们的空间站有很多科学研究的机柜,这些机柜会给你提供供电、数据传输、环境保障甚至真空条件等等各种各样的条件,但是它是有一定的标准的,也就是你上天要做的科学实验不可能大规模的改造我的空间站的技术状态,而是你要适应现有的技术状态,也就是你的舱内的实验要能够适应这些标准的机柜的接口条件,包括刚才提到的供电数据,数据处理以及机电热这些接口条件,你要满足。如果你是舱外实验,就要满足舱外的条件,其实我们在舱外也提供了多种不同规格的接口,你要能够满足这些接口相应的条件,你能对上去,你能够传输数据,我能给你供电。

第三方面,无论你是舱内做的科学研究实验还是舱外的研究实验,你不能影响空间站本身的运行和安全,这也是非常重要的一个原则。有些实验是有一定危险性的,你就必须要考虑有足够多的安全措施来保证,就不会影响到主任务。

未来,这个大家已经看得到的,其实这方面联合的实验会持续开展下去。其实最早我们的载人航天工程一开始就做了很多的国际合作,包括我们的神舟飞船还没有天链中继卫星以前,我们利用欧空局他们的地面测控站的资源来提高我们的测控覆盖率,到了神舟八号甚至我们和德国有一个联合的生物试验箱SIMBOX进行联合的科学实验等等。过去做得非常多了,现在其实我们的条件比过去更好了.随着我们空间站建成以后,我们的货运飞船定期运送补给过程中,就会有各种各样科学实验的设备也会上行到空间站.无论是装在舱内,还是装在舱外,就可以开展这些方面的科学研究,金沙赌场现金充值:最后把成果带下来。

当然这只是第一个层级最容易实现,会被最频繁的看到的这一类的国际合作。还有另外三个层级,包括国外乘组乘坐我们神舟飞船的来访,包括国外航天器的来访,以及包括国外的舱段作为我们一个永久的部分等等这样一些级别的合作。

 中国网:网友比较关注的一个话题是,中国空间站建成并运营之后,我们何时会迎来第一位外国航天员?外国航天员入驻中国空间站的标准和条件是什么?

杨宇光:前不久欧空局在它的网站上公布了一些和中国载人航天领域开展合作的信息,其中就包括你说的欧洲的航天员要来访我们的空间站。而且现在比较凑巧,过去按照我们的惯例都是航天员飞天前,我们才把他的名字正式向全社会公布,我们已经形成了这样一个惯例。但是有一个比较例外的情况,就是航天员叶光富,叶光富是这次神舟十三号的乘组。叶光富在之前参加欧洲组织的航天员训的一个洞穴的探险训练,他因为参加这次公开活动,他就是我们比较少见的在飞行任务前,他的身份就公开了。叶光富参加欧洲的训练,这是我们已经在合作的。包括欧空局的两位航天员,一位是德国的男航天员马提亚斯·毛瑞尔,他现在正在国际空间站执行飞行任务。还有一位马上就要上天的意大利的女航天员萨曼莎恒煊娱乐代理电话·克里斯托佛蕾蒂,他们就是前些年都参加了我们在山东组织的航天员的训练。而且令我比较惊讶的是,他们后来在接受媒体采访时是用中文接受采访的。所以,我们可以看到,等于是他们已经在做积极的准备。当然最后是不是这两个人那可不一定,那么就是根据欧空局和我们载人航天办公室的安排来定了,也许在飞行前才会公布这样的安排。

从航天员的训练和要求来说,我认为不会有太大的差别,当然我觉得更大的可能性,他们是作为一个载荷专家或者任务专家,或者说作为访客来参与我们的飞行任务,当然他们肯定也要被训练,要具备一定的飞船的驾驶能力。所以,无一例外,国外的这些任务专家和载荷专家,他们虽然不驾驶飞船,但是他们也都经历了相应的训练,在必要的情况下,也是能够承担相应的角色,就等于是确保整个飞行任务能够可靠、能够安全的回家。

 中国网:空间站完成在轨建造标志着我国航天技术发展到新高度,是中国从航天大国迈向航天强国的重要标志。这是否意味着我国已经迈入航天强国行列?

杨宇光:严格意义上来说,其实从一个航天大国成为一个航天强国是有非常多的方面的标准的,并不是你完成了单一的一件事就可以成为航天强国了。

对标看一下,过去冷战时期形成的两个航天强国美国和前苏联,他们在航天的各个领域,无论是火箭的发射,无论是卫星的功能,无论是载人航天还是深空探测,他们都做了非常多的工作,有非常辉煌的成就,所以我们的航天强国它并不是说单一一个指标,或者单一的一个项目能够确定我们就成为航天强国的。当然在这些领域我们都做到了,那肯定就变成一个航天强国了。

确实就像你问的这样,在载人航天领域,我们空间站的正式的建造和正常的运营,我个人认为会成为未来航天强国的非常重要的一个标志。当然其他领域,讲一点我个人的观点,比如说我们的火星探测器“祝融号”着陆在火星以及“嫦娥五号”实现了人类第一次在月球轨道的无人交会自动对接,以及“嫦娥四号”探测器在月球背面软着陆,而且我们的“玉兔二号”成为在月球工作时间最长的月球车。这几件事,我个人认为从相应的领域来看已经达到了航天强国的标准。

但是我们应该看到,我们毕竟还有很长的路要走,我们在很多的方面,比如在空间科学领域,无论是美国还是欧空局它都有非常多项目,有非常丰富的成果,这个方面我们还有很长的路要走。尽管这些年我们已经有了很多空间科学的卫星,但是确实从经验的角度还是不如人家积累那么多。所以,我们的航天强国也不是一蹴而就的。

中国网:期待我们探索太空的脚步更强更快,早日实现航天强国的目标。

杨宇光:是这样的。

 

 

(本期人员:编导/主持:裴希婷;图片:杨佳;摄像:董超、王一辰;后期:刘凯;主编:郑海滨)

 

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