最近這段時間中國航天的好消息真是一個接一個。
神舟二十號載人飛船成功發(fā)射,三位航天員順利入駐中國空間站,緊接著嫦娥七號又在月球南極展開了新的探測任務。
按照以往的任務流程,新的載人飛船來了,前一艘貨運飛船應該已經(jīng)完成使命撤離了.
可現(xiàn)在天舟八號還穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)卦诳臻g站天和核心艙的后向端口上。
按照中國空間站的任務規(guī)劃,一般是載人飛船和貨運飛船交替發(fā)射。
比如神舟十九號乘組在的時候,天舟七號負責送物資,等神舟二十號要發(fā)射了,天舟七號就該撤離了,給新的載人飛船騰地方。
可現(xiàn)在神舟二十號都來了,天舟八號卻沒走,這里面肯定有特殊原因。
在再入大氣層時燒毀,這也是國際上處理貨運飛船的常見做法,像俄羅斯的進步號、美國的天鵝座飛船都是這么操作的。
從最直接的物資補給說起,貨運飛船是太空里的快遞員,給空間站送補給還有推進劑這種重要物資。
中國空間站現(xiàn)在空間站里一共有六位航天員。這可是空間站建成以來人數(shù)最多的時候。六個人的吃喝拉撒,還有各種實驗消耗,物資需求量那是相當大。
天舟八號帶有六個月的航天員食品,光主副食品就有120多種,甚至還有春節(jié)的時候要吃的食物。
另外還有給空間站各艙段補充的推進劑和實驗物資,包括科學實驗的設備和樣品。
比如研究微重力環(huán)境下蛋白質(zhì)結晶的實驗裝置,還有用于太空育種的植物種子包括水稻、擬南芥等,這些種子需要在空間站里生長幾個月,觀察其生長特性。
現(xiàn)在的情況是,神舟十九號乘組還有一個多月才返回,他們還在消耗天舟八號帶來的物資,而神舟二十號乘組剛入駐,他們的物資儲備還沒完全到位。
如果現(xiàn)在讓天舟八號撤離,中間這一個多月的物資供應就會很緊張,畢竟空間站雖然有一定的儲備,但六位航天員的消耗太大必須保證無縫對接。
天舟八號這次攜帶的科學實驗設備,有不少是需要長期在軌運行的,尤其是生物和材料科學領域的實驗。
一些實驗的器材航天員需要把它們安裝在空間站外部,讓它們在太空環(huán)境中暴露半年時間,
觀察宇宙射線、極端溫度變化對這種材料的影響。
如果天舟八號撤離,這些實驗設備要么跟著一起燒毀,要么需要轉移到空間站其他艙段,但很多設備是專門為天舟八號的艙內(nèi)環(huán)境設計的。
而且轉移起來非常麻煩,還可能影響實驗數(shù)據(jù)的連續(xù)性。所以,為了保證科學實驗的順利進行,天舟八號必須留下來。
中國早就明確宣布,未來中國空間站要從現(xiàn)在的 3 艙結構升級到 6 艙結構,新增三個實驗艙和一個節(jié)點艙,形成十字加 T 字的復雜構型。
總重量將從 90 噸左右增加到 180 噸。所以這次天舟八號未撤離,其實和空間站升級也有著密切的關系。
天舟八號攜帶了一些升級所需的關鍵設備,例如艙間連接裝置,備用發(fā)動機組件和能源系統(tǒng)備件。
其次天舟八號的在軌駐留其實是在進行組合體管理測試。
現(xiàn)在空間站加上天舟八號、神舟二十號,已經(jīng)形成了一個五艙組合體,這種多艙段組合體的姿態(tài)控制能源分配和信息傳輸都比單一艙段復雜得多。
天舟八號的發(fā)動機還能為空間站提供額外的推力,雖然空間站本身有發(fā)動機,但在調(diào)整大軌道時,多個發(fā)動機同時工作可以提高效率。
天舟八號的發(fā)動機與空間站的控制系統(tǒng)是兼容的,地面人員可以遠程控制天舟八號的發(fā)動機,和空間站的發(fā)動機一起工作。
這種協(xié)同推進模式在未來艙段對接時非常有用,比如在對接新的實驗艙時,可以更精準地控制組合體的姿態(tài)。
可能有人疑惑美國和俄羅斯的空間站,比如國際空間站,他們的貨運飛船是不是也會延遲撤離。
其實國際空間站的貨運飛船待在太空的時間也不是固定的,主要看需求。
比如美國的龍飛船,有時候會因為等待下一艘飛船發(fā)射,或者需要進行額外的實驗,而延長在軌時間。
從成本角度來看,天舟飛船每次發(fā)射成本大約在 6000 萬美元左右,而讓它多在軌運行一段時間,雖然會增加一些測控成本,但相比提前發(fā)射一艘新的貨運飛船,還是劃算得多。
天舟八號延遲撤離這件事,表面上看是一個小插曲,其實背后反映了中國航天的系統(tǒng)性思維。
這次讓天舟八號多留一段時間,就是為了讓物資補給、科學實驗、空間站升級這三項任務能夠有序銜接,避免出現(xiàn)斷檔。
天舟八號能留就留該走就走,不追求表面上的流程完美,而是追求實際效果的最大化。
可能有人覺得,神舟二十號都來了,天舟八號還不走,這事兒有點奇怪。
但在航天領域每一個看似反常的安排,背后都有科學的考量和精密的計算。
天舟八號的延遲撤離,不是因為出了問題,而是因為它還有更重要的任務要完成。
保障六位航天員的生活,支持前沿的科學實驗,為空間站升級做好準備。
從神舟飛船到天舟飛船,從空間站建設到月球探測,我們不追求轟動效應,而是專注于打牢基礎積累經(jīng)驗。
就像這次天舟八號的任務,看似只是一艘貨運飛船的延遲撤離。實際上卻是中國航天體系化規(guī)范化發(fā)展的一個縮影。
我們期待天舟九號按時發(fā)射,期待神舟十九號乘組順利返回,更期待中國空間站在升級后,能夠給我們帶來更多的科學發(fā)現(xiàn)和航天奇跡。
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