在2014年、2018年和2020年 , 国际空间站曾经出现过三次严重漏气事件 , 这也使得国际空间站的运营和维护成本极高 。
我国的空间站建设空间站的建设及运行使人类开展了规模宏大的空间科学研究和重要技术验证 , 完成了约两万项实验 。 开创了在太空研究生命和人体科学 , 利用微重力条件研究物质运动和基本物理规律的微重力的科学新方向 。 加强了空间天文、太阳系科学、地球科学、空间环境等空间研究 。 在人类认识自然、提升科学认知 , 推动科技进步方面起到不可替代的作用 。
1992年9月21日 , 我国载人航天工程正式启动工程确定了“三步走” 战略 , 而建设中国自己的空间站是战略的终极目标 。
为了建设我们自己的空间站 , 从1999年开始我国发射了一系列神舟飞船 。 从无人试验飞船到模拟载人飞船 , 再到载人飞船 。 这些飞船的发射使我们掌握了载人
但是掌握这些航天技术还不足以建设我们自己的空间站 , 想要在太空安家还需要一个前提条件就是掌握空间交会对接技术 。
空间交会对接就是指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 。 虽然理解起来不难 , 但是空间交会对接这项技术操作起来难度极大 , 因此还有了一个更形象的说法“太空穿针引线” 。
要想完成“太空穿针引线” 究竟多难 , 我们以飞船和空间站的对接举例 , 飞船和空间站相对地球的速度高达每秒7.8千米 , 也就是相当于高铁“复兴号”速度的80倍以上 。 而太空交会对接最终的对接精度要求在厘米甚至毫米级 , 完成“太空穿针引线”的难度就相当于两辆行驶在不同轨道上的“复兴号”在高速运行中要不断靠近到相对距离为零的位置 , 而且两辆“复兴号”上的人需要共同完成把一根线穿过一个针的精准度 。 而太空中航天器的交会对接只会比这个难度更大 , 是举世公认的航天技术瓶颈 。
在人类航天史上 , 航天器之间的空间交会对接事故也经常发生 。 在人类早期的太空飞行中 , 空间交会对接的故障率非常高 。 从1960至1990年 , 苏联载人航天飞行中共发生影响飞行任务的重大故障33次 , 其中空间交会对接故障8次 , 占总数的24.2% 。
天宫一号中国的航天人决定首先建立一个用于试验的目标飞行器 , 这个目标飞行器就是被称作空间实验室雏形的天宫一号 。
2011年9月29日“天宫一号目标飞行器”发射升空 , 并准确进入预定轨道即将迎来第一次交会对接任务 。
“天宫一号”的任务十分明确 , 就是试验空间交会对接技术 , 为今后我们建造空间站积累经验 。 因为天宫一号是交会对接试验中的被动目标 , 因此叫目标飞行器 , 所以组合起来就出现了“天宫一号目标飞行器”这个很长的名字 。
“天宫一号”长10.4米 , 最大的直径3.35米 。 内部分成两个舱 , 前半部分是实验舱 , 后面是资源舱 , 另外在实验舱的最前端有一个对接机构 。
2011年11月1日5时58分07秒 , 在酒泉卫星发射中心载人航天发射场 , 中国长征二号F遥八运载火箭点火起飞腾空而行 。 它运载的正是这次对接任务的另一个执行者神舟八号 。
在地面测控通信系统的导引下 , “神舟八号”经过多次变轨与“天宫一号”建立了稳定的通信链路 , 便开始了自主导航 。
通过自主导航 , 两个飞行器慢慢靠近 。 当两个飞行器的速度、位置、姿态偏差等十一个参数满足对接的初始条件后 , 飞行器停止控制 , 让它们根据惯性进行碰撞 。
从两个飞行器对接机构接触开始 , 在十五分钟内完成了捕获、缓冲、拉近和锁紧四个过程 , 最终神八号和天宫一号两个飞行器终于对接完成 , 形成组合体 。
神舟八号和天宫一号的成功交会对接 , 使我国突破和掌握了自动交会对接技术 。 实现了
2012年6月16日18时37分 , 神舟九号飞船在酒泉发射中心发射升空 , 6月24日12时38分 , 在地面进行了一千五百多次模拟训练的航天员刘旺开始手动控制飞船的姿态、速度和方向 , 通过十字标对准进行调控使其逐渐接近天宫一号 。 刘旺打出了漂亮的太空十环 , 对接机构成功接触 。
12时55分 , 神舟九号与天宫一号实现刚性连接 , 再次形成组合体 。 中国首次手控空间交会对接试验成功 , 我国成为了继美国、俄罗斯之后世界上第三个独立掌握空间交会对接技术的国家 。
推荐阅读
- 7名宇航员“气化”,NASA隐瞒关键信息?回顾最惨烈的航天悲剧
- 首只进入太空的狗,在宇宙滞留六十多年,人类为什么要毒死它?
- 大幅度降低月球基地成本,欧洲太空激光3D打印机已经测试成功
- 干细胞储存成热潮,到底是“智商税”还是造福人类的新希望?
- 美国航天也有办不到的?天鹅座飞船点火故障,空间站轨道调整失败
- 帮太阳加速!自然光合作用效率不到1%,人工光合作用可提高18倍
- 宇航员在太空生活3个月,返回后被抬出,因为身体“发生了变化”
- 被蛇吞下什么感受?科学家穿碳纤维防护服作死实验,心率飙升180
- 解读神秘的“奇点”,人类已知的物理定律在那里彻底失效!