隨著夢天實驗艙順利轉位對接,中國空間站“T”字基本構型在軌組裝完成。從此,中國穩坐航天強國的位次,實現了全天候太空駐留。
盡管政治作祟,但包括美國在內的多國學界、媒體對這一成就給予了高度評價,更有不少國家早已啟動與中國空間站合作的前期工作。
隨后的一段時日里,中國空間站或將接替國際空間站,成為全人類在宇宙中唯一有人值守的基地。
而剛剛建成的中國空間站還預留了擴展能力,這就意味著當前構型僅是一期工程,不論擴容拼裝,抑或再度升級,空間科學探索的新平臺已然搭建起來,人們能以更快更好的方式走向宇宙。
那么,可以旅游嗎?答案是肯定的,太空旅游并非新鮮概念,中國空間站或未來更強大的空間站,完全有能力接納游客。
以下整理一份空間站旅行指南,簡要介紹空間站基本結構和要素,值得收藏,或許有一天能夠用得上。
▲中國空間站(效果圖)
核心艙/服務艙
顧名思義,核心艙就是空間站的核心。身處太空,首要任務是存活,核心艙功能最全面,可以為航天員生活起居提供保障。正因如此,核心艙一般是空間站最先升空的艙段之一。
核心艙作為首個落腳點,肩負指揮中心的重要職責。諸如前蘇聯“禮炮”系列的早期空間站,又諸如中國“天宮二號”等驗證階段的空間實驗室,這些單艙構型是核心艙原初的模型,不論今后空間站擴建得多大,核心艙都是中樞。
天和核心艙,就是中國空間站“天宮”的指揮中心。在國際空間站,核心艙也被稱為服務艙,比如星辰號服務艙(Zvezda)是整個國際空間站的樞紐。
核心艙一般設置大量生活設施,可謂一應俱全,囊括了客廳、廚房、臥室、衛生間等各類區域。航天員可在核心艙操控飛行、聯絡地面、溝通工作,或利用部分科學載荷開展研究。
“廚房”區域,設有冰箱、餐食加熱裝置、飲用水處理系統。
“臥室”區域,設有可供單人睡覺的小隔間,床鋪配備固定身體的綁帶,以防在微重力環境下睡覺時飄走。
“衛生間”區域,設有吸污能力極強的真空集便設備,還可以通過特有的“干洗”方式完成簡單洗浴。
“客廳”區域還具備運動和休閑功能,比如通過類似動感單車的器械減緩肌肉流失,也可以看電視、玩手機。
▲天和核心艙內部
節點艙/對接艙/氣閘艙
隨著技術進步,空間站從早期的單艙構型逐漸發展為積木一樣的組合式構型,一方面可以改善航天員居住條件,讓他們平均長達半年的太空生活盡可能舒適些,另一方面可以拓展實驗板塊,滿足科研需要。
于是,其他艙段隨之升空,并完成與核心艙的對接。不過,核心艙最多也只有兩處對接口,如果各艙段都首尾相接,那么空間站將越接越長,形如一列火車。這一構型過于簡單粗暴,也很不經濟。
既然需要類似積木的結構,就應配備滿足多向組合條件的接駁裝置,節點艙應運而生。
一般情況下,節點艙也稱為對接艙、加壓對接適配艙,好比從電源引出的插線板,讓其他艙段分別對接在徑向、軸向對接,其作用同家居住宅中的走廊相仿。
有時,節點艙并非完全獨立的艙段,而是各艙段中的一個分艙,與主體艙段同時發射升空。
在寸土寸金的空間站,節點艙除了對接,往往還有氣閘的作用,因此部分節點艙也叫氣閘艙。氣閘艙是出艙行走必要的過渡艙段。
航天員出艙操作時,著航天服在氣閘艙等候,氣閘艙與主體艙段隔離后釋壓,隨即開門出艙。進艙時亦然,待氣閘艙充氣加壓之后,方可褪去航天服。
▲國際空間站“碼頭號”節點艙
實驗艙/研究模塊
生活得到保障,航天員就可以投入工作了。現階段,科研是空間站的主業,實驗艙是空間站中面積最大的區域。中國空間站里的問天實驗艙和夢天實驗艙均屬典型的實驗艙。
問天實驗艙中設置了變重力科學實驗柜、生命生態實驗柜、生物技術實驗柜、科學手套箱、低溫存儲裝置等。
夢天實驗艙中設置了超冷原子物理實驗柜、高精度時頻實驗柜、高溫材料科學實驗柜、兩相系統實驗柜、流體物理實驗柜、燃燒科學實驗柜等。
此外,為了滿足更多人員的居住需要,做好安全儲備,實驗艙有時也會劃定一小片區域用于生活,這樣一來,即使核心艙出現故障,人員也能夠安全避險。
除了在站內實驗,空間站還有專門暴露在宇宙真空環境中的載荷實驗平臺,組成各式各樣的研究模塊。據悉,夢天實驗艙提供了24個艙外標準載荷工位。
▲空間站內的實驗柜
觀測艙/光學艙
觀測艙大體上也是實驗艙的一種,區別在于以觀測為主,通過肉眼或儀器全方位觀測宇宙。
目前,中國空間站暫未單獨設置觀測艙,最著名的當屬國際空間站“炮塔”觀測艙,也常常被叫做穹頂艙。這是一個直徑31英寸、擁有7扇窗戶的透明圓屋頂,堪稱世界上最大的太空舷窗。
“炮塔”觀測艙為航天員提供了360度觀測視野,許多從太空俯瞰地球的經典照片都出自這面窗戶。
如果發展太空旅游業,觀測艙作為絕佳的觀景平臺,一定是最受歡迎的地方。
若使用光學儀器觀測,則可稱之為光學艙。據新聞報道,中國空間站二期工程將迎來巡天光學艙,或將是首個以空間站艙段身份存在的空間望遠鏡。
著名的哈勃空間望遠鏡、詹姆斯·韋布空間望遠鏡為人類天文探索事業作出了巨大貢獻,亦是中國深空觀測學習的范本。
巡天光學艙希望在傳統空間望遠鏡的基礎上加以創新,此舉有利于空間望遠鏡的日常養護與維修。
▲國際空間站“炮塔”觀測艙
資源艙/功能艙及相關控制系統
空間站飄浮在太空中,位置不是一成不變的,需要經常調整姿態。比如,對接組裝時調節角度,運行時修正軌道以維持合適高度,手動或自動操縱避免與其他航天器、太空垃圾碰撞。
資源艙和功能艙很低調,有時也屬于其他艙段的一小部分,卻擔負燃料儲存、軌道機動、電力供應等重要職責。
資源艙的外部,密集分布著空間站關鍵控制部件,如推進器、機械臂、太陽能電池板、通信和導航設備等。
一些資源艙同節點艙貫通布置,內部兼有連通功能、氣閘功能和倉儲功能,也是生命保障系統、數據管理系統等運行的中繼,可謂空間站中的“多面手”。
曙光號功能貨艙是國際空間站的第一塊組件,甚至早于星辰號核心艙,足見其地位。
▲中國空間站舷窗外的太陽能電池板
航天飛船
到空間站旅行,首先要去得了、回得來,交通工具同樣重要。空間站通過航天飛船來往天地,飛船各式各樣,但必須與空間站對接口適配。
中國“神舟”系列載人飛船、“天舟”系列貨運飛船,俄羅斯“聯盟號”飛船,美國“龍”飛船,還有已經退役的航天飛機,都可用作空間站的交通工具。
載人飛船配乘員座位,并裝備必要的生命保障系統,有舷窗和手動駕駛裝置。貨運飛船則要求倉儲空間充足,且貨物固定牢靠。
空間站往往預留多個對接口,供飛船停泊。此外,還會至少預留一艘載人飛船,一旦出現嚴重事故,航天員可以乘坐這艘備用飛船緊急撤離。
▲“神舟十四號”載人航天飛船發射
遙望未來,空間站的旅行體驗將更加豐富,普通人的太空旅游將更加容易。在專職航天員之外,第二批登上中國空間站的人將是科學家、工程師、教師等,而第三批又何嘗不能是游客呢。
以空間站為載體,人類完全有能力打造太空酒店,只要艙段足夠多、空間足夠大,就可以安排不同類型的客房和不同形式的旅游項目,配齊專業的導游、廚師和服務員。
而可回收的運載火箭、更廉價的火箭燃料,將使得太空旅行的成本逐漸低廉,擴大受眾群體,隨之獲得更大的經濟效益。
科學家還設想通過離心旋轉模擬重力,一旦實現,人們將可以像往常在地球上一樣站立,微重力飄浮只在升空階段和空間站體驗項目中存在,不會造成過多困擾,極大降低了太空旅行前的訓練難度。
未來的空間站,也可以作為星際航線的中轉站,飛往月球、火星乃至其他星球的航程,都可以在此短暫停泊休息、補給能源。
(文內圖片來自網絡)
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