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[军事] 辉煌中国 | 目前中国的空间科学研究在国际上处于什么地位?

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发表于 2017-9-21 06:57 PM | 显示全部楼层 |阅读模式


辉煌中国 | 目前中国的空间科学研究在国际上处于什么地位? 

2017-09-21  知乎日报


Hi,这里是「辉煌中国」栏目。这些年,祖国发生了日新月异的变化,我们一起看看吧~ 


题图:Yestone.com 版权图片库


天宫二号肩负着中国空间科学的发展,目前中国的空间科学研究在国际上处于什么地位?


知友:太空精酿(收录于知乎圆桌,航天话题的优秀回答者)


目前人类能做到的空间站水平大致可以由如下几个关键词形容:航天员长期工作和生活,可补给轮换(人员和货物),可进行空间科研,近地轨道。


空间站大致分为两种:


(1)单次发射入轨


比较早期的空间站都是如此,最典型的就是苏联礼炮号(Salyut)系列,下图是人类历史上第一个空间站 Salyut 1(礼炮一号),1971 年就发射了



然而这货并没有与联盟号飞船对接成功,人类第一个空间站就失败了。这第一个就使用了伴飞卫星拍照,咱们的天宫也是如此。


后来陆陆续续搞了 7 个礼炮号,最后两个民用的 6 和 7 才算有点成功,且趋近于模块化设计(两个对接口),1986 年彻底截止了。苏联的技术很粗糙,绝大部分相关的交会对接或者空间站本身都失败了。


美国起点比较高,上来在 1973 年就发射了空间实验室(Skylab),模块化设计,但不是在空间组装,总重 77 吨,土星五号一炮就打上去了。先后接待了三批美国宇航员,飞了将近七年才彻底报废。



这个在各方面都完爆苏联早期的航天器,给人类的空间站建设提供了重要思路和大量经验。


但这种类型的空间站普遍寿命有限,可替换程度太低,很快就被意识到不靠谱了。


(2)模块化组装,多次发射


简而言之,这种空间站就是多次发射,逐渐组装。单次发射的好比是发个啥都带的小房车到天上给宇航员用,这种多次模块化就好比今天发个厕所,明天发个卧室,慢慢在天上搭起来。


无论是功能性、舒适性、科研意义,还是空间站维持与维修,都是巨大的意义。


划时代的就是苏联的和平号(1986-2001,Mir),先后经过 7 次发射,最后搭建到了 130 吨,最后搭建成了这样



这个空间站的意义不多说了,积累下来的经验和实验数据,虽然绝大部分是苏联秘密甚至军方的东西,但也有不少他们炫耀的成为了重要信息。


而对外,各种空间站长期运营的问题与经验,为后来的国际空间站建设提供了极其重要参考。这个空间站的内部环境很糟糕,后来苏联解体后俄罗斯根本承担不起运营费用,再加上国际空间站投入使用,且大量部件出问题。


2001 年这个空间站就废了,当时它回归地球引起了全世界的关注,我还翘了课大白天往天上看。后来知道它落到南太平洋了,怪不得没看到,好天真有没有。


1998 年,人类史上最高大上的航天器,国际空间站 (International Space Station) 发射了,有没有感觉太酷了!



这玩意儿复杂到什么程度,大概看一看结构图:



现在的重量将近 420 吨了,在将近 20 年的时间里经历了 49 次载人对接,总共对接次数已经 382 次,光 space-x 一签合同就几十次。


这个的科学意义不在话下,也不查了,总之我闲着没事儿就看 YouTube 上面各种宇航员的视频当娱乐新闻看,每天都有更新,这个预计还能继续维持 10 年。已经花掉 1000 多亿美元了,主要是美国养着。


忘了说了,他为啥叫国际空间站,是因为确实很国际,以下这些国家直接参与了项目,属于签约国,直接参与意思是有他们的宇航员上去了,按照参与程度排列


美国

俄罗斯

日本

加拿大

意大利

法国

德国


画风开始突变了:


比利时

荷兰

瑞典

巴西

丹麦

哈萨克斯坦

马来西亚

南非

韩国

西班牙

英国


是的,你没有看错,连马来西亚和哈萨克斯坦都去过宇航员啊,人家马来西亚还说在 2018 年派自己的第二名宇航员上天呢。


中国在哪儿?


没办法,只能自己搞了。于是咱们有了着名的 921 工程(1992 年 9 月 21 日),走中国特色的载人航天计划。


咱们提出了三步走战略,简单来说


第一步,载人飞行,没有问题;


第二步,载人的交会对接,基本搞定;


第三步,中国空间站。


天宫一号和二号的地位属于:第二步的末端阶段,最后的载人情况下交会对接验证与宇航员长期在轨生活验证等,为建立自己的空间站打下最后的基础。


天宫二号其实就是天宫一号的备份,不用白不用,那就发上去继续验证吧(玩笑而已,其实不止如此),就跟当初的嫦娥系列一样,所以大家可以看到天宫一号和天宫二号长得几乎是一模一样的。


咱们的天宫二号条件相对很艰苦,生活工作空间只有 15 立方米啊 15 立方米,连厕所的空间大都木有,只能维持俩人生活,多一人都麻烦,但也比天宫一号改进不少了。


但大家要清楚意识到,天宫二号只是空间实验室,



空间实验室并不是空间站!


所以在做最后几次比较重要的空间站搭建实验工作:


载人对接


轨道保持


货运飞船对接(首次),传说中的空间加油


长期空间宇航员生命维持与测试(超过 30 天)


机械臂测试,搭建空间站必备,天天看国际空间站的加拿大臂在想咱们啥时候有辽宁臂、贵州臂、新疆臂啊


预计只飞两年,就可以光荣退役了,后面在 2020 年就是咱们的空间站正式登场了!


此外,他还做了几个非常高大上的实验,总共有 14 个,我不敢展开太多,比较牛稍微懂点的介绍两个:


空间冷原子钟。原子钟是所有授时系统的核心,更是所有卫星导航系统的核心,北斗和 GPS 离了原子钟都废了。咱们做的原子钟不是人类能造出来最牛最高精度的,但是确实是人类首个空间内应用最高大上的,未来的一个重点发展方向就是如此。


量子通信测试。前段时间刚刚发射了量子通信卫星,是人类有史以来最高保密程度的通信方式,这次极有可能是首次测试成功,这也是咱们的黑科技!


说实话,这种类型的空间实验室,能做到这么高效率,做出这么多基础测试和基本科研实验,分分钟秒杀其他任何空间站了。让他们做到这么多功能,花掉比咱们多几十倍的预算很正常。


所以总体上,咱们基本的状态是,还在追赶别人的脚步,补上咱们之前没有交的作业,不过一不小心发现了题目的新解法。


但是离能解思考题还比较远啊,咱们还在慢慢赶作业,状态超好,手都快写着了。


目前空间站的发展方向是进一步民用化,由于美国没有强有力的对手,现在国际空间站已经慢慢成了国际公用实验室了,大家都来玩的游乐场,也打算慢慢商业化。


大家只知道 Space-X,不知道美国还有一家航天公司叫做杰罗宇航(Bigelow Aerospace)的在做商业化的空间站,他们 2006 年就发射了雏形,现在已经发射到第二代了。


虽然严格来说不该把他们放在空间站类型里,但维基百科列了进去,引用了就放个图在这里吧,人类所有空间站的时间轴,(天宫二号没有来得及更新进去)



未来人类航天必然会走上这种路线:人类深空探测极有可能未来从近地空间出发,且近地空间也是发射卫星特别是微小卫星入轨的理想中转站,所以空间站是一定要做的。未来到底前景如何,且行且珍惜。


今天看新闻,发现航天汪的全部主力平均年龄刚 30 多点,太可怕了,未来前景无限。


知友热评


宇宙是最终的梦想。


dizzarz

发表于 2017-9-21 08:43 PM | 显示全部楼层
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