建立空间站有什么用(空间站的作用及载人航天的意义)

 2022-10-12 08:32:14    45  

你有没有想过这样一个问题:中国为什么要大力发展载人航天技术呢?投资巨大,耗时耗力,好像我们普通老百姓的生活并没有从中直接获益。如果把这部分投资放在其他的基础设施建设上,提高下人们的生活水平及幸福指数,岂不是更好?

今天馆长就和大家一起来扒一扒,我们为什么要发展载人航天?我国目前的载人航天水平是不是真的像有些人说的那样:花费了30年的时间,才达到别人三十年前的水平,到底意义何在?

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科技领先者,才能主宰自己的命运

翻开5000年的人类历史,看一看全球文明的发展历程,总结下众多帝国的兴与衰,成与败,我们总结出一点:科技领先者,才能主宰自己的命运。

出生在新中国的70、80、90后,有很多人觉得现在幸福祥和的生活是与生俱来的,认为这个世界就像眼前见到的这样,没有战火,没有流民,只有唾手可得的平安。承平日久,战争、饥饿、动乱仿佛在离我们很遥远的另一个世界。

但翻开史书,1937年南京大屠杀,30万同胞的鲜血染红了南京城,距今也才不过84年。建国短短的70多年里,几代人努力维持着得来不易的和平。而国门之外,依然战火纷飞,近到俄乌祸起萧墙,远到早先的波黑战争、科索沃战争、海湾战争、刚果战争、卢旺达内战、南北苏丹内战、利比亚战争等等等等,在这颗蓝色的星球,枪炮声从未停歇过,乱象迭起的国度,普通百姓最大的愿望恐怕就是就是平安、活着吧!

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那这些和我们发展载人航天有什么关系呢?一句话总结就是:为了让84年前的南京大屠杀不再重演,为了让在其他国家发生的战乱不会在中华大地上燃起,为了让得来不易的和平永远的传承下去,也为了子孙后代的发展与生存。

郑和下西洋,带动了远洋航海技术的发展,让人们知道了地球是圆的,国家之外还有国家,同时开启了国际贸易的先河;工业革命让西方列强有了坚船利炮长枪子弹,凭借着发达的航海技术,开始了巧取豪夺的财富积累之路,多国被迫沦为殖民地半殖民地。

二战后,世界进入了短期的和平,大部分国家开始致力于发展经济,全球人口数量也开始成倍增长,人多了,地球的资源也就消耗的多了,为了有足够的资源可用,人类开始将目光转向太空,这里是除了陆地、海洋、大气层之外,人类的第4个生存环境,谁能对太空了解的更多一些,在未来发展上就会多一些话语权。

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为了探索太空,人类研发了无人航天器和载人航天器。而无人航天器主要是卫星,1957年10月4日,斯普特尼克一号卫星在前苏联拜科努尔航天中心发射成功,这一消息让美国举国震惊哗然,也激起了美苏两国之后长达20多年的太空竞赛。但那会估计谁都没想到,卫星会在60多年后的今天成为人类发展不可缺少的基础设施。

我国在1970年4月24日成功发射了东方红一号卫星,开启了中国航天史的新纪元。截止到今天,短短52年的时间里,航天人员研发出了资源卫星、通讯卫星、导航卫星、气象卫星、海洋卫星等等各种特殊功能的卫星。根据UCS卫星数据库的数据显示,截止到2021年12月31日,我国在轨运行卫星共499颗,美国是2944颗,俄罗斯169颗,其他国家合计1240颗。

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世界载人航天的发展,早于中国30年

无人航天器发射得越来越多,也越来越顺利,人类就将目光转向了载人航天器。

1961年4月12日是一个值得铭记的日子,前苏联成功发射了世界上第一艘载人飞船——东方一号,宇航员尤里·加加林成为了第一个进入太空、触摸星星的人,并成功围绕地球运行106分钟,拉开了载人航天的纪元。1961年5月5日,美国也不甘落后,在卡纳维拉尔角空军基地成功发射了名字为“自由7号”的水星载人飞船,将宇航员阿兰·谢帕德送进了太空,成为了第二个解锁载人航天技术的国家。为了能在太空拥有绝对的话语权,美国在20世纪60年代几乎每两个月都要进行一次载人航天试验。

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1969年7月16日,土星5号载着阿波罗11号飞船,将阿姆斯特朗、奥尔德林、柯林斯送上了月球,完成了人类首次登上地球之外另一个星球的征程。苏美两国的载人航天技术发展得如火如荼,而此时我国的第一颗卫星甚至都还没发射。

眼看着美国成功登录月球,苏联不想认输,尝试了多次的登月火箭,均以失败告终,不得不将精力转向其他赛道——空间站。空间站就是人类在太空工作时使用的商住两用的办公室及住房,如果能在太空建立空间站,就能锻炼航天员适应太空的能力,为未来探索太空,甚至是星际移民做准备。

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转换了竞赛轨道的苏联在1971年4月19日发射了第一个空间站——礼炮1号。两年后的1973年5月,美国将“天空实验室”送上了太空,先后接待了3批宇航员,但运行时间不长,不到1年就被封闭了。礼炮1号和天空实验室属于第一代空间站。

因为空间站的造价和维护成本过高,美国就不再注重开展空间站,苏联却依然执着于此,在1982年4月11日前,11年的时间里又陆续发射了礼炮2号~礼炮7号,但携带的食物、氧气和燃料等都非常有限,所以寿命都不长。其中的礼炮6号和礼炮7号设了两个对接口,一个可对接载人飞船,一个可对接货运飞船,所以在航天史上,被定为第二代空间站。

但到实际运用起来才发现,第二代空间站规模小,扩展起来也不容易,所需的设备只能堆在舱内,航天员可活动的空间小,设备运行和实验操作也不方便。所以,苏联又开始研究第三代空间站,并于1986年发射了“和平号”空间站的核心舱,也是世界上第一个长期载人空间站,并在接下来几年的时间里,将“和平号”进步一步完善。截止到1990年的时候,“和平号”已经拥有了量子1号、量子2号、晶体号和核心舱4个舱段。

1991年苏联解体,“和平号”空间站由俄罗斯继承,俄美两国开始合作,和平号空间站再次开始建设加码,陆续增加了光谱号和自然号两个舱段、以及与美国航天飞机对接的对接舱。

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从诞生那天开始算起,和平号运行时间为15年,在15年的时间里,它绕着地球飞行了8万多圈,累计里程达到35亿公里,与93艘载人/载货飞船实现过对接,有12个国家135名宇航员在这上面工作过,其中进行了78次太空行走,1.65万次科学实验,完成了23项国际科学考察计划。但死亡终究会来临,对“和平号”来说也不例外,运行的15年时间里,积累了无数的暗伤与故障,且中间还发生过多次意外事故。2001年3月23日,“和平号”空间站走到了生命的尽头,在俄罗斯地面控制中心的控制下,划过大气层后坠入了南太平洋。

这里馆长需要重点强调一下,与“和平号”空间站合作的国家中,没有中国。

“和平号”寿命到头,探索太空却不能停。早在1998年1月,美国、巴西、日本、加拿大、俄罗斯、法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士共16个国家签署了文件,参与建造第四代空间站,这其中,还没有中国。一是中国的社会制度与西方国家不同,二是当时中国在载人航天方面还是个小白,想参加国际空间站的建设这些国家都不理会的。

1998年11月20日,曙光号功能舱发射成功,标志着第四代国际空间站正式开始建造。1998年12月7日,团结号节点舱与曙光号对接成功;2000年7月,星辰号服务舱发射。接下来几年的时间里,又陆续发射了命运号实验舱、寻求号气密舱、码头号对接舱、和谐号节点舱、哥伦布实验舱、希望号实验舱、宁静号节点舱、穹顶号观测舱、晨曦号迷你研究舱、莱奥纳尔多号多功能舱等。最终装载完成的国际空间站长110米,宽88米。运行至今20多年的时间里,宇航员在此完成了大量的科学实验,比如天文观测、航天医学、植物育种、对地遥感等,也促进了各国航天载具的发展。

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中国的载人航天梦,靠自己实现了

看着世界上的其他国家一次次在太空中获得实验数据,一次次取得我们想要却不懂的技术,怎么办?人家不带着我们玩,那就只剩一条路可走了,靠山山会倒,靠人人会跑,那就靠自己吧!

1992年9月,我国确定了“载人航天”三步走的发展战略,命名为“921工程”。

第一步就是能成功发射载人飞船,相应的初步配套的试验性载人飞船工程要建成,同步要开展空间应用实验。为了完成这一步的目标,我国先发射了4次无人飞船,即神州一号、二号、三号、四号,积累了一定的经验,也验证了陆海基航天测控网等。一切准备就绪,2003年10月15日9时,神舟5号发射成功,将杨利伟送上太空,2003年10月16日6时23分,返回舱成功在内蒙古着陆,此举让中国掌握了载人往返技术,也让我们成为了继俄罗斯和美国之后,第三个能独立开展载人航天活动的国家;2005年10月12日,神舟6号搭载费俊龙、聂海胜两名航天员发射成功,返回舱在2005年10月17日成功着陆,至此,我国的航天事业完成了“多人多天”的飞行任务 。航天“三步走”计划第一步完美收官。

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费俊龙、聂海胜两名航天员

第二步,在将宇航员送进太空之后,接下来就要实现航天员出舱活动,飞行器交回对接,同时还要具备发射空间实验室的能力,为下一步建立空间站做准备,也为进入太空的航天员解决空间应用的问题。

时间紧,任务重。航天人夜以继日的研发工作,终于在2008年9月,将神舟七号发送至太空,此次的飞行员是翟志刚、刘伯明和景海鹏,他们成功的完成了出舱活动,掌握了出舱活动的相关技术,此外,还开展了卫星伴飞、飞行数据终计划等实验。

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积累了宝贵的经验之后,2011年9月29日,我国成功发射了天宫一号空间实验室,为后续的飞行器交会对接及太空探索做准备。

2011年11月1日、2012年6月16日,我国又成功发射了神舟八号和神舟九号。这两艘飞船都与天宫一号成功实现了对接,借此我们掌握了飞行器自动交会对接及航天员手动控制对接技术。

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2013年6月11日,神舟十号发射成功,并于6月23日与天宫一号实现手控交会对接,同时对其进行了短暂的有人照管实验,为后续载人航天空间站的建设奠定了基础。

2016年9月15日,我国载人航天工程第二个目标飞行器天宫二号成功发射;时隔一个月,10月17日,神舟十一号也被送上太空,与天宫二号实现了交会对接,并以组合体的形式进行了长达30天的载人飞行,实现了航天员中期在轨驻留技术。伴随着2017年4月20日天舟一号(我国自主研制的第一艘货运飞船)发射成功,载人航天“三步走”第二步圆满收官。

第三步就是建造空间站了,实现大规模、长期有人照料的空间应用问题。为实现这一阶段的目标,科研人员们专门为空间站的建设研发了一新型运载火箭——长征五号B,并于2020年5月5日,圆满完成了首次飞行任务。接着2021年4月29日,就用长征5号B遥二运载火箭将空间站“天和”核心舱送到了太空,也就是媒体报道的中国空间站。

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长征五号B运载火箭

目前,人类一共有两个空间站在运行,一个是美国等多国合作的国际空间站,一个是中国空间站。前者是第四代空间站,后者属于第三代空间站。

所以有很多人在质疑,从1992年开始到现在,我们那么费劲地建造一个空间站,才赶上美国等国家淘汰的第三代空间站,那我们的努力还有什么意义呢,还是被人碾压呀! 其实,问题要从两方面来看。

美国等多国合作的空间站造价非常高,从建成到现在已经投入了近2000亿美元,这些费用是多个国家共担的,如果由一个国家来完成,那可能就拖垮了一国经济。

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中国空间站虽然从建造结构上来说属于第三代空间站,但与已经完成使命的“和平号”相比,有些地方是超前的,比如空间和资源的利用率、太阳能电池的效率都高出很多,再生生保技术、冷凝管冷凝干燥组件等都是“和平号”没有的。虽然从体量上我们无法与国际空间站相比,只有天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三个舱室,活动空间加起来才110立方米,但足以满足我国现在的科研需求。

但最最重要的一点是,国际空间站是美国主导,俄罗斯、日本等国家参与建造,不同的组件由不同的国家建造,也就导致了每个国家都掌握一点儿技术,但单独由一国来建造空间站是没办法完成的,且其接口只能供俄制载人飞船、货船使用,局限性很大。中国的空间站完全由中国自主建造,大部分产品、原材料、组件都是国产化的,关键技术100%掌控在自己手里,不用受制于人,便于后续改造、发展。

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中国人向来都是这样的脾气,你们不带我玩,很好,那我们自己玩,你们玩得起的我要玩,你们玩不起的我更要玩,我国的载人航天技术晚于西方国家近30年,对方技术成熟的时候,我们才起步。但起步晚,不代表我们进步的慢,30年的时间,我们能追赶上第三代空间站,那第四代、第五代还远吗?超越还远吗?记住你们今天的爱答不理,终有一天会让你们高攀不起!

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