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中国航天奋斗三十载,不走国际空间站的“邪路”

2022-01-13 13:37
C次元
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作者 查攸吟

奋斗三十载,不是为了去看别人“车尾灯”的!

责编丨石劼

编辑丨别致

“花费三十年时间,达到别人三十年前的水平,到底意义何在?”

已经过去的2021年以及刚刚到来的2022年,堪称中国航天的“丰收年”。

去年4月,空间站核心舱“天和号”顺利入轨。6月和9月,两个批次各3名航天员,成功入驻“天和号”。而在今年的6月和8月,空间站一期计划的左右两翼,“问天”和“梦天”实验舱模块也将发射升空。届时一个T字构型,总质量约70吨的中等规模空间站系统,将翱翔在地球的近地轨道之上,圆了亿万国人三十年来的空间站之梦。

但就在这多数人叫好,并满怀期待之际,上面这句颇有些年头的质疑,再度浮出水面,并很快在国内互联网平台上引发一场争论——

立项之初,中国空间站系统对标的是当时最先进的俄罗斯“和平号”,但三十年已过,唯一的第三代空间站“和平号”早已陨落,甚至被定义为“第四代”的国际空间站,也正进入其寿命之末。

所以,我们苦追了三十个年头,到头来还是在看别人的“车尾灯”吗?

01 载人空间站的划代

想要分辨清上面这个问题,需要从空间站的历史来入手。

载人空间站的概念,发端于51年前的冷战巅峰时代。1971年4月,史上首个载人空间站,也是前苏联标准下的第一代空间站,“礼炮一号”,在今日哈萨克斯坦的拜科努尔基地发射入轨。

此后至1976年10月4日,包括军事用途的金刚石系列,挂着“礼炮”之名的前苏联第一代太空站,又先后发射了4次。

▲礼炮1号与联盟号飞船组合体构造示意

“礼炮一号”的构造具有开创性,其单体质量18.6吨、拥有99立方米内部空间,配备一具对接口。由于一次只能和一艘飞船接驳,这使得入驻宇航员在任务期间,只能依靠乘坐的飞船本身携带的给养来维持。此外,单一的对接通道,使得第一代空间站缺乏极端情况下的安全冗余。

一旦唯一的对接口发生故障,轻则延误太空任务,重则发生损失航天员的惨剧。

▲空天实验室是阿波罗计划的衍生品

类似的问题也出现在了美国对标礼炮系列的初代空间站“空天实验室”之上。

这个重达80吨,使用土星5号火箭第三级改装的载人空间站虽然体积巨大:重达77吨,内部容积高达368立方米的巨物,但同样只具备一个对接口。

最终,上述缺点使得无论苏联还是美国的初代空间站,都只在轨运行了很短的时间。

1977年9月,充分吸取一代站经验以后,全新的“礼炮六号”空间站,被射入轨道。

作为第二代空间站的首发型号,虽然“礼炮六号”其仍属单一舱体构造,但却具有了艏艉双对接口结构,可同时接驳载人宇宙飞船“联盟号”,以及当时苏联最新锐的无人货运飞船“进步号”。

▲礼炮7号

二代空间站总计发射了两座。除“礼炮六号”外,还有“礼炮七号”,后者于1991年寿终正寝,坠入大气层内销毁。而此时,继任的第三代空间站“和平号”的核心舱组件DOS-7,已于5年前发射入轨。

DOS-7的基础设计,源于颇为成功的“礼炮七号”。但在原有设计基础上,DOS-7于头部安装了一个具有多点同时对接能力的六向节点舱。这使得其能够如同积木玩具那样,在四周插入4个舱段部件的同时,仍保持艏艉双飞船对接通道。而第三代空间站“积木式”称呼,也源于此设计。

1996年,当“和平号”的最后一个组件,“自然”舱段成功插入后,其成为了一个总质量137吨,内部总容量高达470立方米的大型轨道站。

▲和平号空间站结构示意

“和平号”曾是上世纪末国际航天界毫无疑问的“流量明星”。在相当长的一段时间内,为各国科技媒体追逐报道。同时,它也成为了中国于1992年正式启动“921工程”时,预设的追赶目标。

然而由于其诞生年代较早,在设计阶段也未充分考虑后续设备升级的需要,使得“和平号”上搭载的许多设备,在空间站于1996年完全建成时,就已经过时。

失火、电气故障、太阳能帆板遭货运飞船撞毁,在“和平号”的完全体那不算长的服役期内,这个航天界曾经的“顶流”可谓多灾多难。上世纪末曾有媒体总结称:“和平号”运行15年间,各类大小故障多达1500起,平均每年100起,每3天半一起。

最终,这座空间站也在新世纪之交正式迈入历史。

1999年,鉴于维护成本的直线升高,俄罗斯航天局在与美方商议后停用了“和平号”。两年以后,空无一人的“和平号”在俄罗斯航天局的操作下,坠入大气层烧毁。

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