欢迎来到中国的“太空之家”天和核心舱
2021-07-28庞之浩
庞之浩
中国建造的第一座空间站——天宫空间站是多舱式空间站。它以天和核心舱、问天实验舱-1 和梦天实验舱-2 为基本构型。如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,而空间站则是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。
太空中的新家
天和核心舱是目前中国研制的最大航天器,也是天宫空间站的关键舱段。它就好比是大树的树干,其余的舱段都会安装在它的接口上,如同大树的根、枝、叶,不断向外延伸。
该核心舱有一个庞大的躯体和结实的身板,它全长16.6 米,最大直径4.2 米,发射质量22.5 吨,可同时容纳3 名航天员长期在轨驻留,并开展舱内外空间科学实验和技术试验。天和核心舱的长度比五层楼房还要高,直径比地铁车厢还要宽,体积比目前在轨飞行的国际空间站的任何一个舱段都大。其重量相当于三辆大客车的空重重量,同样也超过国际空间站上的任何一个舱段。
在太空也能做运动
为了让航天员在太空中长期生活得更加舒适,天和核心舱在设计上较过去有很大突破,供航天员工作生活的空间约50 立方米,未来加上两个实验舱后,整体能够达到110立方米。所以,在这个太空“观景别墅”住着很舒服。
天和核心舱由节点舱、生活控制舱、后端通道和资源舱组成。其中生活控制舱是航天员的主要活动区域。
生活控制舱分小柱段和大柱段,直径较大的大柱段相当于书房、餐厅和健身室,是航天员工作、就餐和锻炼的地方;直径较小的小柱段相当于卧室,三个睡眠区能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间。
“书房”里有科学仪器、通信设备、计算机系统;“餐厅”有微波炉、冰箱、饮水机和折叠桌;“健身室”有太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材;另外,还有消防系统、空气处理系统,空调和Wi-Fi 等,可谓设施齐备,一应俱全。
“黑科技”为天和保驾护航
为了适应特殊的环境和任务,随天和核心舱发射升空的还有许多“黑科技”产品。
“最佳助理”:在小柱段外围配置有一部承载力达25吨的10米长“七自由度大型空间机械臂”,它有爬行移动功能,所以大而不笨,比较灵活。无论是舱段转位、大设备的移动,还是航天员自身移动,都可用该机械臂完成,是辅助航天员工作的“最佳助理”。
超级“净化器”:为了让航天员实现更久地在轨停留,天和核心舱设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。航天员呼出的二氧化碳,也将通过化学反应生成氧气,降低氧气的补给需求。
能量“翅膀”:太阳电池阵是航天器在轨的唯一能量来源,天和核心舱使用的大型柔性三結砷化镓太阳电池阵,它全部收拢后只有一本书的厚度,仅为刚性太阳翼的1/15。与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比,这种柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高,单翼即可为空间站提供9 千瓦的电能,在满足舱内所有设备正常运转的同时,也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活。
古有鲲鹏展翅飞,今有“天和”游九霄。2022年,中国还将发射问天实验舱和梦天实验舱与天和核心舱对接,建成完整的中国空间大厦将不再遥远。