天宫一号相继展开四大任务
天宫一号带给读者太多的想象。记者在酒泉卫星发射中心采访了一位又一位的专家,从不同侧面,不同角度认识天宫一号,为读者探秘。
揭秘1 “小胖子”围着地球转
天宫一号究竟长得什么模样?记者从酒泉卫星发射中心了解,天宫一号高10.4米,舱体最大直径3.35米,体重达8.5吨,是个“小胖子”,它的体积和重量比此前发射的神舟系列飞船都要大不少。进入太空后,天宫一号这个“小胖子”将以每秒7.8公里的速度在距地球350公里的轨道上飞行。
揭秘2 两年完成四大任务
杨宏介绍,天宫一号飞行的主要任务有四个。
第一个也是最核心的任务,作为交会对接的目标飞行器,与神舟飞船配合,完成空间交会对接。交会对接是两个航天器在空间轨道上会合并在结构上连成一个整体的技术,也是我国未来建设空间站不可逾越的技术基础。二是完成飞船和天宫一号组合体的控制和管理,包括姿态和轨道的控制、舱内的大气环境控制等。三是开展相关试验,实现航天员的在轨驻留、生活和工作,为航天员提供在组合体内工作生活所需的基本条件;四是进行空间站的技术验证,为中国未来建造空间站奠定技术基础。
揭秘3 双舱分列像“一室一厅”
天宫一号是我国自主研制的第一个低轨道航天器,能够在轨运行两年,也是迄今为止我国低轨道航天器中寿命最长的。天宫一号采用资源舱、实验舱的双舱结构,很多人形象地称之为“一室一厅”。其中,资源舱装载燃料,为天宫一号的姿态控制、变轨、制动提供动力。太阳能电池板也装在资源舱的外部,为整个天宫一号提供电力。实验舱是天宫一号的控制舱,由密封舱和非密封舱两部分组成。密封舱用于航天员驻留期间在轨生活和工作,非密封舱安装科学实验设备。
揭秘4 大尺寸光子晶体有望生成
天宫一号之所以能够称得上一个空间实验室的雏形,就在于它还肩负着大量的空间应用实验任务,包括空间对地遥感探测、空间环境和空间物理探测、空间材料科学实验等等。天宫一号还将进行中国载人航天工程的首次国际合作空间实验,它把我国与德国共同开展的10项空间生命科学实验带到了太空。
这些实验的名字实在太过专业、拗口,记者请张善从举例说明,他却面露难色。他的为难倒不是因为保密的要求,“在载人航天工程开展的空间应用实验,都是开创性的、探索性的,从神舟一号到神舟七号,我们进行了上百次的空间实验,每一次都是全新的,重复性非常低,距离日常生活很远,能让普通人明确了解的很少。”
不过,片刻思索之后,他还是给记者举出了几例:天宫一号上携带着一台全新研制的高光谱照相机。用这种相机对地球表面进行拍照,然后进行光谱分析,能够为资源勘探、大气污染监测等提供极大帮助。
天宫一号上将进行的空间材料实验有一项是复合晶体试验,研究对象是光子晶体。这种物质在科学界被视为半导体的替代品,但在地面的实验中,由于重力的影响,很难得到大尺寸的光子晶体。虽然现在光子晶体的应用还处于理论研究状态,但如果在太空中的复合晶体实验取得成功,无疑能把应用研究向前推进一大步。
揭秘5 “奢侈”的居室
天宫一号是我国目前研制的最大的载人航天器。虽然天宫一号发射时并没有载人,但随后与之交会对接的神舟飞船将为它送来“客人”。
载人航天工程航天员系统副总设计师王宪民说,如果神舟八号与天宫一号进行的交会对接试验任务进展顺利,那么神舟九号将载着航天员与天宫一号对接,让中国航天员进入空间飞行器。神舟十号则一定会载人飞天。
航天员工作和生活的实验舱就有大约15立方米的空间,可以满足2到3名航天员驻留。这在中国载人航天器中甚至可以说是“奢侈”的。从“神五”到“神七”,神舟飞船的体积不断增加,承载的航天员人数也增加到了三个人,但是无一例外的是,舱内空间都非常“局促”。
而天宫一号内部,即使是平面,也可以让两三个人自由活动,更何况航天员在太空处于失重状态,上上下下都可以“悬浮”,更增加了闪转腾挪的空间。
天宫一号中还设置了不少人性化的设施,让航天员的居住环境更加舒适。王宪民说,在失重条件下,航天员的每一个动作都区别于地面,身体机能、生理指标等也都会发生变化。天宫一号的实验舱中安装了全套的乘员支持装备、医疗监测、保障设备、失重防护装备等等,可以为航天员提供全方位的保护和支持。就连天宫一号控制设备的把手都加了助力,操作非常轻松。因为在失重状态下,航天员没有支撑点,很难使出力量。
揭秘6 健身自行车上了太空
在太空中监测航天员的身体,有一个指标很难测到——体重。日常生活中的体重计都是利用重力原理,失重状态下怎么测体重呢?王宪民说,这个问题我们在天宫一号上已经解决了。它携带的质量测量计是一个复杂的电子设备,依靠振动原理工作。通过与航天员的身体接触,就能“称”出体重。
王宪民没有透露航天员能在天宫一号上停留多长时间,但可以肯定的是,将远远超过随神舟飞船遨游太空的时间。为了减少长时间驻留太空对航天员身体和心理造成的不利影响,天宫一号上携带了健身器材和娱乐器材。
健身器材中甚至有一部“健身自行车”。王宪民说,在失重状态下,我们常见的绝大多数健身器材都无法使用。而这部专为载人航天设计的健身自行车,利用电能产生阻力,让航天员能通过骑自行车的动作锻炼身体。
失重状态对人体的一个明显影响是血液循环变慢。在地面上受重力影响,血液向下流动较快,而在太空中就没有了重力的辅助。载人航天工程航天员系统为天宫一号研究开发了一个负压桶。负压桶上口能到人的腰部,航天员进入后,桶内开始抽气,形成负压,从而促进下肢的血液循环。
所有的这些设备,都是随着天宫一号一起升空的。航天员暂时还没有到,天宫一号却备好了“待客之道”。而且,即使在没有航天员的时候,天宫一号也会为这些设备定期充电,做好航天员随时入住的准备。