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问天、天问分不清?一次性看懂这些“天”

2022-08-26

大众科学 2022年8期
关键词:实验舱中继天舟

天和、问天、天问、梦天、天舟、巡天、天宫、天链、天琴……这么多“天”,你清楚了吗?

有人形象地比喻:如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号相当于一室一厅的房子,中国空间站是三室两厅还带储藏间。“三室”指核心舱天和、实验舱问天和梦天三个舱段,“两厅”指神舟载人飞船、天舟货运飞船,整体呈T字构型。

天和

我国正处于载人航天工程“三步走”的第三步,建造空间站是第三步的重要目标。中国空间站以天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱为基本构型。

2021年4月29日,天和核心舱发射升空,这也是中国空间站建造阶段的首次发射。

天和核心舱是空间站的“智慧大脑”和中枢,就好比是大树的树干,其他的舱段都会安装在它的接口上,也是航天员长期驻留的主要生活场所。

目前,天和核心舱迎来了三批访客。

问天 & 梦天

问天和梦天是空间站实验舱。问天实验舱主要面向空间生命科学研究,梦天实验舱主要面向微重力科学研究。问天实验舱于7月24日成功发射。问天与天和核心舱互为备份,关键平台功能一致,可以完全覆盖空间站组合体工作要求,既发挥定海神针般的双保险作用,也为空间站未来15年可靠运行打下坚实基础。

梦天将于年底前发射。自此,中国空间站将完成在轨建造,随后空间站将转入长期运营阶段。

天问

我国行星探测任务命名为“天问系列”,首次火星探测任务命名为“天问一号”,后续行星任务依次编号。“天问一号”于2020年7月23日成功发射,2021年5月15日登陆火星,一周后,火星车“祝融号”开展巡视探测,在火星上首次留下中国人的印迹,中国航天实现从地月系到行星际探测的跨越。

截至2022年6月29日,天问一号获取了覆盖火星全球的中分辨率影像数据,各科学载荷均实现火星全球探测。天问一号任务环绕器和火星车均完成既定科学探测任务。

天舟

“兵马未动,粮草先行”。天舟是货运飞船,主要任务是为空间站运送货物和推进剂等物资,被大家形象地称为太空“快递小哥”。

2017年,天舟一号成功发射并与天宫二号成功交会对接,突破并掌握货物运输、推进剂在轨补加等关键技术,载人航天工程第二步圆满收官。

2021年至今,“天舟二号”“天舟三号”“天舟四号”货运飞船和“神舟十二号”“神舟十三号”“神舟十四号”载人飞船成功发射,先后与天和核心舱对接。

天宫

载人航天“三步走”的第二步走阶段,我国发射了天宫一号和天宫二号。

天宫一号于2011年9月29日发射升空,是我国当时全新研制的首个目标飞行器。它先后与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船进行交会对接,完成了各项既定任务。期间,与神舟九号实施首次载人空间交会对接,神舟十号航天员王亚平在天宫一号进行首次太空授课。2018年4月,天宫一号再入大气层,再入落区位于南太平洋中部区域,绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁。

天宫二号空间实验室于2016年9月15日发射入轨,与神舟十一号、天舟一号进行了多次交会对接,并开展了一系列空间实验,充分验证了航天员中期驻留太空的能力、推进剂在轨补加技术,为建造空间站奠定基础。2019年7月,天宫二号受控离轨并再入大气层。

巡天

巡天是空间望远镜,暂未发射。

天文学家表示,巡天未来与中国空间站共轨飞行,大小相当于一辆大客车,立起来有三层楼高。它的口径为两米,与美国哈勃太空望远镜的口径相当,而视场比哈勃望远镜大350倍,将成为旗舰级空间天文设施。

这就好比山上有一群羊,哈勃望远镜看到其中一只羊,我们可以把几千几万只羊都拍下来,而且每一只都和哈勃望远镜看到的一样清楚。

巡天的主要任务是有助解答宇宙最基本的问题,比如暗物质、暗能量是什么,星系如何演化等。

天链

在载人航天任务中,如果注意观察,我们大概率会看到播出画面右上角的“天链”字样。“天链”就是天链中继卫星。

简单理解,中继卫星是地面站与卫星之间的数据中转站。

天链最主要的任务是为飞船、空间实验室、空间站等载人航天器提供数据中继和测控服务,例如天地通话、太空授课、交会对接、出舱活动等重要任务的通信就是以天链中继卫星为主来完成的。

没有中继卫星时,神舟五号航天员杨利伟在轨期间数次进行“天地通话”,必须在地面测控站收到飞船信号后,利用极短的时间窗口进行通信;到了神舟十号,首次“太空授课”信号连续、画面清晰,得益于天链。

我国是全球第二个拥有全球覆盖能力的中继卫星系统的国家,已经成功研制两代地球同步轨道数据中继卫星系统。第一代已成功发射天链一号01至05五颗卫星,第二代已成功发射了天链二号01至03三颗卫星。

谈到中继星,不少人会想起“鹊桥”。嫦娥四号实现人类首次月球背面着陆探测,但由于月球背面大部分区域始终不会面向地球,因此在月球背面着陆的设备无法与地球直接通信。在嫦娥四号发射前,中继星“鹊桥”发射,作为中转站实现嫦娥四号对地通信。

天琴

“天琴一号”是由国家航天局正式立项的空间引力波探测关键技术试验卫星,于2019年12月20日在山西太原发射成功,承担着“天琴计划”六大技术的在轨验证任务。

“天琴计划”是以中国为主导的国际空间引力波探测计划。计划到2035年前后,在距离地球约10万公里的轨道上部署三颗卫星,构成边长约为17万公里的等边三角形编队,在太空中建成一个探测引力波的天文台。因为三颗卫星组成的编队在天空中形似竖琴,故名“天琴”。

2022年全国两会期间,“天琴计划”首席科学家罗俊透露,“天琴一号”已获得全球重力场数据,这是我国首次使用国产自主卫星测得全球重力场数据。该项技术此前一直为美国和德国所垄断,“天琴一号”使得我国成为世界上第三个有能力自主探测全球重力场的国家。

引力波探测还有“太极计划”。我国首颗空间引力波探测技术实验卫星“太极一号”已于2019年8月31日成功发射。

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