1. 天宫空间站和国际空间站对比
天宫空间站和国际空间站对比
天宫空间站和国际空间站对比,国际空间站就快要到寿命了,NASA打算给国际空间站延寿,多撑几年,未来,很可能天宫空间站会成为唯一的空间站,我们的空间站也会对全世界的各个国家开放
空间站的发展经历了好几代,第一代是苏联的礼炮1号空间站。我们以前讲到过,美国和苏联最开始想搞的是载人侦察卫星,因为当时的电子技术和自动化水平不高,最好是放个大活人在间谍卫星里进行操作。
礼炮1号
在这种竞争的环境下,双方都在酝酿空间站计划。但是美国主要精力花在了登月上,苏联因为登月用的N1火箭连续爆炸,他们知道自己无论如何无法打败美国人了,所以干脆另辟蹊径,把空间站的建设提上了议事日程。
最早的礼炮号空间站只有一个对接口,舱室也很狭小。宇航员乘坐联盟飞船对接空间站以后,坚守的时间很有限。因为粮食和给养就那么多,用不了多长时间就没了。仅有的一个对接口被联盟飞船占用了,即便是想用进步号货运飞船送物资,也没有对接口了。所以,第二代空间站礼炮6号和7号就解决了这个问题,对接口前边一个后边一个。一个用来运人,一个用来运货。所以,礼炮6号和7号被算作是第二代空间站。
礼炮7号
当时的美国人发现苏联人在空间站方面领先了,他们也是吓了一跳,赶快要追上苏联人的进度,最简单的方法就是用土星5号火箭的第三级改造成空间站,用阿波罗飞船来运送人员。这就是天空实验室空间站。这个空间站的最大特点就是宽敞,苏联人的空间站太憋屈了。天空实验室相比来讲,空间比较充裕。
美国人实际上是硬着头皮上,阿波罗计划停了,还剩下几艘阿波罗飞船和土星5号运载火箭。改造成空间站也是蛮划算的事情。但是飞船可没有几艘了,不可能经常来来往往。所以,当时美国人在轨时间相对来讲都比较长。后来嘛,碰上太阳发威,高层大气体积膨胀,天空实验室所在的轨道上空气阻力大大增加,结果,天空实验室提前坠落。这个空间站太庞大了,在大气层里并没有烧光,不少碎片掉在了澳大利亚。澳大利亚还给NASA开了一张400美元的单,理由是乱扔垃圾,当然,NASA也没搭理这一茬。
天空实验室别看那么宽敞,其实也属于第一代空间站,因为只有一个对接口,无法同时接待货运飞船,美国人当时也没有货运飞船。但是美国人对这种宽敞的居住环境念念不忘,后来还开了不少的脑洞。这是后话了。
苏联还是一如既往地稳扎稳打,受限于质子号的运送能力,空间站的舱段直径也就只有4米多。内部结构也并不那么优化,显得有点乱。他们开始建造下一代和平号空间站,这是一个多舱段的空间站,显然性能要比前几代好得多,所以,和平号这种多舱室的空间站被划分为第三代空间站。
天和号核心舱
我们开始搭建的这个天宫空间站的核心舱天和号与和平号的核心舱多少还有点像,这是因为技术路径殊途同归。核心舱的外形多少有点像啤酒瓶子,明显分为两段,一段粗一点,一段细一点。没办法,太阳能电池板发射的时候要折叠起来放在火箭整流罩里,核心舱的直径上必须细一截才能流出放太阳能电池板的地方。俄罗斯人是这么处理的,我们也是这么处理的。
我们来看看和平号空间站的结构,中间是核心舱,核心舱顶端有个节点舱,节点舱带着5个对接口,上下左右和前方,前方留着和飞船对接,剩下4个对接口各接了一个科研舱。分别是自然号、晶体号、量子2号和光谱号,俄国人喜欢用科学术语起名字,这倒也比较应景。核心舱的屁股上接了一个小实验舱叫量子1号。量子1号舱可以对接进步号货运飞船。
晶体号另外一头有个节点舱,前面多加了一个对接舱。因为美国的航天飞机要来和和平号对接,两家的接口不通用,没办法,不得不多一个转换插头,平时就挂在晶体舱上。
和平号是逐渐拼接搭建起来的,就像是乐高玩具搭积木一样。有很多国家的宇航员都在和平号上工作过。和平号内部空间比过去的礼炮7号大多了,但是也有缺点。那就是太阳能电池板太多,而且还互有重叠,效率不高。而且飞船对接也很麻烦。周围枝枝叉叉的东西太多了,不方便。
美国人并不想走这条路,他们满脑子想的都是永久性的空间站。也就是说舱室必须随时能替换。如果到寿命了,那就换一个。如果是像和平号那样的结构,空间站再想造大一点是不可能的,而且哪个舱坏了,或者老化了,也无法更换。
那怎么办呢?用一系列的桁架组成个日字形,然后把各个舱室都挂在桁架上,要更换舱室也和别的舱室无关。而且太阳能电池板可以沿着桁架一字排开,没有相互遮挡的问题了。
可是桁架式结构运输和搭建都有问题。首先是桁架的体积并不小,而且完全无动力,你用火箭把一大捆脚手架发射到太空,那有什么用?完全就是废物垃圾。这东西需要有人进行安装,好在美国人研发了航天飞机。这东西就是个客货混装的大卡车。拉上钢筋和建材送到国际空间站,然后依靠宇航员太空行走来搭建。
但是NASA内部也是有人反对的。因为他们觉得,这种构型还是太憋屈了。他们要大,要宽敞。航天飞机的橙色燃料箱的大家看到过吗?他们对那玩意儿感兴趣。如果把这种燃料箱改一改当做空间站舱段,那不是爽死啊,8.8米的直径哦,可能家里的客厅也没这么宽吧。
橙罐真是招人喜欢,直径大嘛!
那么好了,按照这帮激进分子的计划,航天飞机每次发射,本来燃料箱是要扔的,这回先不扔,带到空间站当建筑材料。最后,这个计划也就没有下文了,因为NASA虽然鼓励开脑洞,但是脑洞里不能有水。你这哪儿是脑子进水啊,这是脑子进柴油了吧?
折腾了一大圈,最后,NASA的自由号空间站计划搁置了,缩小版的弗雷德保留下来了。还是有一根桁架,不再是日字形了。这跟桁架其实起不到骨架的作用,但是可以当做一根扁担,把很多大型仪器和太阳能电池板一字铺开,不再会互相遮挡。空间站的舱室还是用类似于和平号的方式来搭积木,和桁架构成了一横一竖的结构。
弗雷德项目还是命运多舛,尽管已经缩减了预算,但是在国会那里还是反反复复的被砍,或者被恢复。这个计划提出的时间是在苏联解体之后,那时候美俄关系不错,所以这个弗雷德项目也就逐渐的转化成了国际空间站项目。
所以,有人说和平号是第三代空间站,国际空间站是第四代,因为国际空间站是桁架结构,和第三代不一样,其实这话说得不对。国际空间站基本上就是十字形构架,一横是桁架,一竖是大大小小的舱室接在一起。
大致上讲,这一边的舱室都是俄罗斯的。中间这个是曙光号功能货舱,这是国际空间站最早发射的一个舱体。前边接的是美国人的团结舱,这个团结舱带两个接口是一个重要的十字路口,好几个舱室都靠它来连接。
另外一边的就是俄罗斯的星辰舱。星尘舱是有太阳能电池板的,可以给俄国部分供电,尽管说国际空间站,很多东西还是各搞各的。
俄国部分的核心节点就是星辰舱,从2019年开始,星辰舱有轻微的漏气现象,大家怎么都找不到是哪里漏了。折腾了快一年,最后想出一个办法,弄一点碎茶叶,飘在空气中。反正空间站是失重的。然后人都走开,关死了门,通过监控看看茶叶往哪里飘,跟着茶叶飘去的地方,果然找到了漏气的地方。
星尘舱和曙光舱之间有个节点舱,其实是可以和飞船对接的。但是这个对接口从来没用过。万一这个地方出了毛病,星辰舱里的人怎么办?他们只能被困在原地,想去其他舱室都不行,干脆就不用吧。上下各放了一个过渡舱,本来相当于是码头,可以接驳联盟号,现在这两个过渡舱成了小实验室,别提多憋屈了。
国际空间站上这种类似情况不少,曙光舱和团结舱之间也有个对接节点,这个舱室也没多大用处,也是浪费的。
团结号节点舱两侧是寻求号气闸舱和宁静号节点舱,国际空间站节点舱特别多。宁静号上接着一个列奥纳多号货舱,这是意大利造的嘛,列奥纳多是达芬奇的名字。
让我们换个角度,这下看清了,这边的舱室全是美国的了。中间这个是命运号,是美国的核心业务舱。桁架上的那些大号太阳能板也是接到命运号上的。命运号前边就是协和号节点舱,这个节点舱分两岔,一边是欧洲的哥伦布舱,另一边是日本的希望号,希望号还带个外 挂的杂物间。希望号还带有暴露平台,也就是舱盖是开的。可以做需要暴露在太空里的实验。
不论是欧洲的哥伦布舱还是日本的希望号科学舱,美国人都占了不小的地盘。正前方的那个接口是和航天飞机对接的,现在航天飞机退役了,这个管子里被堆满了杂物。马斯克的龙飞船就是从这个口上对接的。
大家大致了解了国际空间站的构造。你会发现,俄罗斯这边关起门来也能过。联盟号和进步号都可以对接在俄罗斯的几个舱室上。美国那边带着欧洲日本,关起门来也能过。
目前看来,国际空间站有很多设计不合理的地方,美国和俄国两国的标准有很多地方是不统一的导致现在有人多的冗余和浪费。比如说,用于舱段对接的宁静号节点舱规模就有19吨,这些重量没有用到科学研究上。国际空间站十几个舱段之中真正用于科研实验的舱段也只有3个,也就是命运舱、哥伦布舱、希望号实验舱,这些舱段加起来并不大。美国和欧洲日本能安装的机柜也就是23个左右。俄国这边就更少了,只有8个。
相比之下,我们的设计就合理多了,我们的舱室比国际空间站少了很多,但是我们的空间站的舱室比较胖,空间利用率更高一些。所以,我们的空间站能装的机柜达到23个,比国际空间站少不了多少。
我们现在有了天和核心舱,两边的是梦天和问天两个实验舱。后边是天舟货运飞船,前边是神舟飞船。其实神州飞船可以接两艘,这样可以交接班。中间这个节点舱还可以建档气闸舱用,这样的话,利用率比国际空间站高多了。
我们现在用的太阳能电池也比国际空间站的效率高。天宫两部大型太阳能柔性电池翼应用了“三结砷化镓电池”,可以达到30%的转化率,两部电池翼加上核心舱电池翼发电功率可达100千瓦以上。国际空间站的太阳能电池板效率只有15%,这么多年也有老化,那就相差更多了。
我们的空间站基本上属于第三代,但是我们也有桁架结构,太阳能电池板日后会装到空间站两端的桁架上,反正都是柔性的,张开太阳能板就像是船上挂缆升帆一样。
我们发现,国际空间站与不少巨大的散热片,因为太空里没有空气帮助散热,散热反而成了难题,只能靠热辐射散发出去。我们的空间站并不需要专门的散热装置,可见对能源的管理已经是超过了国际空间站,毕竟我们是有后发优势的。
原本我们是打算在空间站上安装一台巡天望远镜的,但是后来发现,空间站产生的振动对望远镜拍摄照片有干扰,那么干脆就把这台望远镜做成了一台 独立的光学舱,平时和空间站是脱离的,可以拉开一段距离共轨飞行,如果需要检修一下,那就可以靠过来,和空间站对接,这样宇航员们可以进去维修。这个设计还是挺巧妙的。
国际空间站就快要到寿命了,NASA打算给国际空间站延寿,多撑几年,但是这是要花钱的,国会批不批还不一定呢。未来,很可能天宫空间站会成为唯一的空间站,我们的空间站也会对全世界的各个国家开放,到那时候,各国的宇航员们首先要学习汉语。我相信,他们已经开始这么做了。
50年前,我们只可以将200公斤的东方红卫星送上了太空。50年后,我们已能够把重22吨,相当于16辆汽车重量的天和核心舱送上了太空中。
然后神舟十二号载人飞船与天和空间站实现了自主快速对接,中国三名航天员顺利从飞船进入到空间站。
这是中国人第一次进入到自主研发的空间站当中,标志着中国航空又向前迈了一大步!
天和空间站究竟表明了怎样的航天科技水平?它又有哪些世界首创的黑科技?我们的航天员们在空间站内又有着怎样的体验?
神舟十二号回归!
正值全国学校开学之际,远在星空深处畅游的神舟十二号上,“太空出差三人组”:聂海胜、刘伯明、汤洪波,用特制的毛笔为学生们带来了开学礼物。
聂海胜说,“把蓝色穿在身上把红色绣在胸口,从飞行员到航天员,理想越飞越高。”刘伯明说:“我们的征途一直是星辰大海。”汤洪波说:“只要祖国需要,就随时披上飞天战袍!”
三人共同书写下“理想”的故事,给全国学生们带去了祝福。这一手操作让网友们直呼被狠狠地浪漫到了。
网友们在感动之余,也十分关切航天员们在太空里的生活起居。
对比2011年“天宫一号”15平方米的舱内活动空间,这一次天和核心舱的内部空间可谓是“鸟枪换炮”,整整扩大到了110立方米,并且设建了充裕的生活环境,大大提高了航天员太空生活的“舒适度”。
航天员们经过了90天的工作生活,顺利完成出舱和国家布置的任务后。
于9月17日,神舟12号与天和空间站成功实现分离。三名航天员终于告别太空,重回神州大地。
而这一次也刷新了中国航天员驻留太空的最长时间记录。
天和核心舱的“人性化”与“黑科技”
航天员在太空待的久不用怕,只要有WIFI。你能想象航天员们在太空中能够享受WIFI,和家里人进行畅通无阻的“私聊”嘛。
天和核心舱就有如此“人性化”的设计,让航天员们体验到了“在家”一般的感觉。
在长足以建设篮球场,宽能占据高速公路五车道的天和核心舱里,其内部设置了生活区和工作区,让航天员生活工作不单调。
不止设置了睡眠区,完成了从“站睡”到“躺睡”的革命性突破,还有锻炼区可以锻炼身体,甚至配有太空厨房以及专门的就餐区、卫生区。
而全新的信息技术也使天和空间站内有了“移动WiFi”,航天员可以根据手中终端设备里的APP调节舱内的不同灯光和环境,仿佛置身于一个智能家居空间中。
此外,航天员们有一条私密语音通道,可以在空间站里给家里人“说起悄悄话”,分享自己的太空生活。
航天员们在享受如此“人性化”的服务同时,自然不会忘记自己是带着重要的任务上空的。
对空间站进行维护、组装、维修,光是核心舱的设备都有1243台,还要一些出舱的舱外任务,很多都是需要手工完成。因此,航天员在太空中的工作也相当忙碌。
为了保证遇到突发状况时,能给太空中的航天员最大的支持力度,我们甚至在地面上建造了一个跟天上一模一样的空间站,随时根据模拟情况给出解决方案。
对比俄罗斯1986年发射的“和平”号,以及1998年国际空间站首次升空的货舱,前者从核心舱发射到建成用了10年,后者更是在2016年才基本建成。
而我国的天和核心舱就体现了什么叫“中国速度”,预计通过总共11次的航天发射,直到明年年底为止,就完成中国空间站的建造。这也是地球上第三个模块化的空间站。
必须承认的是,目前我国空间站总体规划只有66吨,而“和平”号有129吨,国际空间站更是高达420吨,所以规模上天和跟其它两座比,确实有所差距。
但中国空间站的建造不止速度快、“人性化”,而且还有“黑科技”。
天和核心舱22吨级的规模超过了国际空间站的任意一个舱段。“和平”号核心舱里面可用空间不过76平方米,国际空间站的可用空间据说也只有中国空间站的1.5倍。
而“和平号”是美俄共同合作而成,国际空间站更是美欧、日本全面参与进来建造完成。对比下,我国自主研发的空间站无疑是最符合国情的经济高效设计。
“和平”号出现的较早,它的太阳能电池帆板显得杂乱无序。
中国空间站的设计则借鉴了国际空间站上面桁架式太阳能电池帆板的模式,在实验舱尾部桁架桁架起两对目前地球太空上最长的太阳能电池帆板,天和核心舱还使用了柔性太阳能电池帆。
并且,目前太空上只有天和核心舱上搭载了电推进轨道维持发动机,这是世界首创的“黑科技”,它可以大幅减少空间站补充燃料的频率。
虽然尚不明确,但有消息传出,我们的空间站大概1年只需要发射1艘燃料运送飞船即可。
不用像国际空间站那样,一年最少四次,俄国“进步”号、欧洲ATV号、日本HTV号,以及美国的飞舟,轮流值班似的给他们的空间站“加油”。
此外,天和还携带有一个长达10米的空间机械臂,它能一把抓住25吨的航天器。这不可是装着玩的,而且为了配合未来中国空间站上面的另一个小伙伴—“巡天”光学舱。
它重达20吨,平时就和空间站共轨运行。从名字可以大致知道,它有着巡天寻找宇宙生命和起源的使命,除此外还能够对地面成像,效果和美国的锁眼侦测卫星无二。
“巡天”光学舱有2米的远镜主镜口径,有跟着名的哈勃空间望远镜相互媲美的分辨率,而且视场是哈勃的.300倍以上。
这是个什么概念,就是说哈勃一年辛苦获取的数据,“巡天”一天就能办到。
这些都表明“天和”空间站的航天技术已经处于世界先进水平。
“和平”号有很多短板,国际空间站更是西方合力打造,未来如果国际空间站在2025年退役,那中国空间站就有可能成为地球上空唯一在轨空间站。
所以,这一次天和空间站的发射成功,以及神舟12号的合舱、分离任务顺利完成,理所当然地让国人振奋不已,也让世界为之侧目。
为什么要孜孜不倦地研究空间站?
天和核心舱发射成功,神舟十二号顺利回归,人们为国家航天技术骄傲、为民族奋斗精神自豪的同时。
我们也不禁思考起这至高无上的荣誉背后,究竟代表了什么。不仅我们,全世界为什么都要孜孜不倦地研究空间站?
早在“和平”号空间站和国际空间站发射之初,美国科学院就曾明确提出,要让空间站充当国家实验室的角色。
在空间站上面,可以展开生命科学、基础物理、对地观测、天文学、工程应用、航天医学等等一系列的科学类别研究。
其中生命科学研究实验最为频繁。“和平号”繁育过一百多种植物,从它上面带回来的植物种子为航天育种领域做出很大贡献。
国际空间站上则实验发现了,生活在下水道里的水熊虫,比目前任何已知的高等生物的适应环境能力都要更强。
空间站还是基础物理研究的“天堂”。长期失重的环境让人们在这里实现了很多地球上难以完成的科学实验。比如在空间站人们重新发现火焰在失重环境下的不同,刷新了人们对火的认识。
科学家们也可以在空间站上对爱因斯坦或者其它一些物理大牛们的理论进行验证实验。
当然也离不开对航天医学的研究。以航天员为观察实验对象,记录航天员的骨骼和肌肉生理、心血管、免疫系统、营养等方面,在失重情况下进一步的探索出人体中更多隐藏的奥秘。
还有其它重要的科学实验很多,不胜枚举。
何况本身空间站也算是个“实验”。
虽然还很遥远,或许是资源枯竭的一天,或许是寻找人类的第二个“落脚点”,又或许是需要探索星空深处的秘密,人们总得有长远的目光,未雨绸缪的发展起航空科技技术。
漫漫航程中,路是一脚一脚踏出来的,空间站只是第一步,百万吨巨轮也要从独木舟开始,人类的未来是星辰大海。
对此,中国自然不能落后于人,不能真到需要星际航行的大时代却发现无能为力。为此,国家哪怕投入巨大的人力、物力也要发展航天技术。
空间站正是为了以后的星航技术累积迈出坚定敦实的一步。
1992年,中国确定了三步走发展战略的载人航天工程。第一步是发射无人和载人飞船,随着2003年中国第一名航天员杨利伟的顺利返回,这一历史性任务顺利完成。
第二步是突破多项载人航天技术:航天员出舱行走、飞船与空间舱的对接、多人多天飞行,直到2019年"天宫二号"空间实验室圆满完成任务,标志第二步战略我们成功走完。
第三步就是建立永久性的空间实验室。中国空间站五大模块,分别为核心舱、两个实验舱、载人、货运飞船。每个模块既能够独立飞行,又可以组成多种空间形态,一起协同工作。
预计2022年中国将完成空间站在轨建造,实在三步走战略当中的最后一步!
中国航天技术发展是让人自豪的。虽然长久的收益还很遥远,但各国仍然不留余力的发展这块。为什么?因为哪怕是如今太空科学研究成果,也给人类带去了各种生活上的利好。
实际上,太空空间站之中出现的科学硕果累累,空间生物学应用方面的优良物种培育、疾病机理探索、生物药物研发,都有效的服务了人类身体健康。
还有新型清洁能源开发、空间材料研究应用、地面材料加工与生产工艺创新,都推动着相关工业技术的进步。
很多人可能并不清楚,小到日常生活里的方便面、耐克鞋气垫,大到先进超声诊断与远程医疗技术,以及用于乳腺 癌治疗的靶向药物输送技术,都是从航天科学试验中得到的,为了民用化而研制出来的。
今天,中国天宫空间站也有了可以试验的条件。
它有三类实验场所,内置了专门的光学舱和16台科学实验柜,足以支持空间生命科学与生物技术、微重力基础物理、空间材料科学、航天医学等11个学科方向,一共数百项的科学研究项目。
从这些项目身上可以演化迭代出多少应用的产物,是十分值得期待的。
虽然我们起步落后于别人,但是后来者也可以后来居上、“后发制人”。
正如中国载人航天工程总设计师周建平所说过的这样,“充分借鉴了国际方面的成功经验和教训之后,中国的航天工程能够更好的推动原始创新,继续向前前进”。
2. 太空授课:世界上“最高”的课堂,师生相隔400公里却如身临其境
无论是古人的夜观天象、占卜星辰,还是如今的宇宙 探索 、星际遨游,人类都始终对外太空充满着好奇与幻想,无论是神话故事,亦或是坊间传说,人们都渴望能一飞冲天,去看看地球外面的世界。但古人们可能做梦也想不到的是,随着科学技术在最近两个世纪的突飞猛进,人类终于完成了夙愿。我们不但将宇航员送出了地球,甚至还在外太空开启了课,实现了天地互动的课堂。本期我们就来聊一聊,被称为世界上最高的课堂:太空授课。
让我们把时间调回到1984年8月27日,时任美国总统的罗纳德·里根公布了一个名为《太空教师Teacher in Space》的项目,该项目计划将一名非宇航员的平民教师送上太空。NASA之所以选择平民教师,是希望借此拉进航天项目与普通人之间的距离,让人们(特别是年轻人,尤其是学生)更加支持航天工程,并激励民众更多的在航天领域求学、求职。
该消息发布后,有超过40000份邀请函被发给各地的教师们,而有11000名教师表示愿意参与该项目,并向NASA提交了申请书。之后,NASA将这些申请书进行分类,然后发送到各个州的教育部门,再由每个州筛选出2-3名合格者,被选中的114人会聚集在一起进行下一步考核,最终筛选出10名选手进行决赛。这10个人会接受更为专业的培训,以观察他们身体条件是否能胜任太空任务。
隔年,在1985年7月19日,由时任美国副总统的乔治·布什宣布:36岁的女教师克里斯塔·麦考利夫Christa McAuliffe,作为该项目(STS-51-L)的第一位太空教师。而当时34岁的女教师芭芭拉·摩根Barbara Radding Morgan也被同时选中,以作为麦考利夫的后援。前者本以为自己是一名幸运儿,她计划在航天飞机上教授两节15分钟的课程,却不曾想这次航天计划,对她而言是个有去无回的不幸之旅。而后者,也就是芭芭拉·摩根,却在20年后成为了美国第一位太空教师。这其中究竟发生了什么,请屏幕前的各位长按点赞键支持老范,我们继续往下看。
在1986年1月28日,代号STS-51-L号任务正式启动,全球的目光聚焦在佛罗里达州的肯尼迪航天中心。作为第一位太空教师,麦考利夫激动地做了升空前的最后讲话,并希望大家能准时观看自己在太空中讲课。当日11时38分,挑战者号航天飞机搭载着7名宇航员,开始了自己的第十次飞行任务。然而,就在火箭升空73秒后,由于航天飞机的右侧外挂火箭上的SRB密封圈失效,导致火箭中的燃料泄露,在一声巨响中,挑战者号爆炸解体并化作一股浓烟,七名宇航员全部遇难,这其中也包括本来应该成为太空教师第一人的克里斯塔·麦考利夫老师。而更具不利影响的是,这次发射任务进行了全程直播,几乎全美的学生们都亲眼目睹了这次悲惨的事故,以及一名优秀教师的丧生,美国的第一次太空教师计划,就这样以悲剧收尾。
在事故发生后的当天,当人们还沉浸在悲痛中时,里根便在国家电视台发表讲话,向全国保证太空教师计划将继续进行。然而,NASA却在1990年决定取消太空教师计划,理由是太空飞行太危险,不能危及平民教师的生命。(PS:光速打脸之快,真是让老范我都措手不及啊!)
就在两年后,也就是1992年,我国也制定了载人航天“三步走”的战略。第一步,发射载人航天飞船。第二步,在第一艘航天飞船成功后,解决飞船与空间飞行器的对接等问题。而这个战略的最终目标便是建立属于我们自己的太空空间站。
话说回来,虽说NASA打了里根的脸,不过里根却选择了另辟蹊径。既然太空教师计划被驳回,那换个名字不就好了么?于是,在1998年1月,一个新名词诞生:教育家宇航员,意思就是让教师放弃自己的教学生涯,成为航天任务专家,即全职宇航员。(在这里老范不得不说,美国佬的思路果然奇葩,换个名字就能解决问题吗?航天飞机爆炸又不是宇航员造成的!这么做不等于掩耳盗铃响叮当吗?)
在2007年8月8日,当初麦考利夫的替补队员芭芭拉·摩根,在苦苦等待21年后,于STS-118号任务中担任机械臂操作员和转移协调员,乘坐“奋进”号航天飞机,飞往国际空间站。在国际空间站狭小的空间里,55岁的芭芭拉·摩根老师,开设了人类史上的第一个太空课堂,而其他几名航天员便成为了摩根的助理。在25分钟的直播课程中,摩根老师展示了航天员们在太空中的生活,以及太空空间与地球空间中的区别,并回答了学生们实时发来的问题,而这也使得芭芭拉·摩根老师,成为了人类史上的第一位“太空教师”。
隔年,也就是2008年,这一年我们举办了世界上最宏伟的奥运会。另外,不知道大家还记不记得,同年9月还有另外一个振奋人心的好消息,继我国首位太空人杨利伟先生于神舟五号迈出了“三步走”计划的第一步后,我国神舟七号飞船又搭载着翟志刚、刘伯明和景海鹏三明宇航员,完成了“三步走”战略的第二步第一阶段,实现了我国首次太空出舱行走。
到了2011年9月,中国载人航天工程的第一个目标飞行器“天宫一号”发射升空,“天宫一号”是我国在太空中的第一个空间实验室,也是我国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。值得一提的是:“天宫一号”虽然仅在太空中停留了四年时间,便停止了数据服务,并于2018年重新进入大气层,返回陆地。但“天宫一号”却先后多次与 神舟八号 、 神舟九号 和 神舟十号 飞船完成空间交会对接任务,为我国航天事业的发展作出了巨大的贡献。
在不久后的2011年11月和2012年6月,我国的神舟八号和神舟九号飞船又先后升空,它们分别完成了与天宫一号目标飞行器进行无人空间交会对接,和载人空间交会对接。从此,中国人靠自己的努力,突破并掌握了自动和手动控制交会对接技术。
在2013年6月,神舟十号顺利完成了我国第五次载人航天飞行任务。这一次任务中的三名航天员分别为:指令长聂海胜,协助员张晓光和另一位女协助员王亚平。那么本期老范要着重给大家介绍的,便是女宇航员王亚平老师。有朋友可能会问了:“怎么一会儿叫协助员,一会儿叫宇航员,后来又成了老师了呢”?答案很简单,因为在2013年6月20日上午10点钟,王亚平老师作为主讲师,通过直播连线的方式,给地球上的人们上了一堂视频科普课程。王亚平老师说:“ 希望通过此次活动,让中小学生走近航天、了解航天、热爱航天 ”。而在长达50分钟的课程中,三位老师以生动而又亲切的方式,展示了在“天宫一号”中的生活状态,以及多个生动的实验。具体实验内容老范就不给大家背书了,打在屏幕上与大家一起分享: 了解失重条件下物体运动的特点、液体的表面张力作用,加深对质量、重量以及牛顿定律等基本物理概念的理解。 如果你不能理解屏幕上的这些词汇,或者对课程内容感兴趣的话,老范真的推荐大家去看一看。虽说这次太空授课主要面向的群体是中小学生,但作为80后的老范我来说,也是津津有味地从头看到尾。而最主要的是,我惊奇地发现,咱们的“天宫一号”比那个什么国际空间站更像空间站,给大家放张图来看一看,这国际空间站真的好拥挤啊!摩根老师当时教这个课实属不易!不过,2013年62岁的“太空教师”第一人芭芭拉·摩根老师,在看过王亚平老师的授课之后。这位老前辈还专门写信致敬了王亚平,对她的授课活动给出高度评价和期盼,并表达了对神舟十号航天员们的亲切问候与祝福。而还在天宫一号中的王亚平老师,在看到来信后,也通过电子邮件给摩根女士进行了回信,回信内容如下:
“亲爱的芭芭拉·摩根女士:在遥远的太空收到您的来信,我和我的同事感到很高兴,谢谢您对我们的关心和祝愿,对您为世界载人航天和教育事业做出的贡献表示敬佩和敬意。今天,我们顺利完成了太空授课活动,与亿万中国学生一起分享了太空的神奇和美妙,收获了知识和快乐,希望您和世界各地的教师、学生看到后能够喜欢。飞行期间,我经常会通过舷窗遥望我们美丽的家园。太空寄托着人类美好的向往,知识是走向太空的阶梯。我们愿与您一道为开启全世界青少年朋友热爱科学、 探索 宇宙的梦想共同努力。”
这一刻,老范仿佛看到了新老两个世纪航天人的交接,相差30岁且不同地域的二人,却因为同样的事业与梦想交汇在一起。我们虽然语言不同,却可以通过文字的形式,表达对彼此的敬意。我们同住在一颗星球,也同样向往浩瀚的宇宙,所以我们都在不懈地努力着。而摩根老师交给王亚平的信,仿佛也如国际空间站即将退出 历史 舞台,而中国空间站将屹立在太空之上一样。此刻,希望屏幕前的各位,为中国航空航天点赞。
时间来到2021年,我国的天宫空间站已经完成组建和测试,它在太空中静静地等待着第一批来客。同年6月,神舟十二号载人飞船 顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太 空。三人于北京时间2021年6月17日18时48分,先后进入“天和”核心舱,并顺利完成了为期三个月的飞行任务。同年9月17日,神舟十二号又顺利将三名宇航员送回地球,这也是中国人首次进入自己的空间站。
而仅仅过了两个月之后,神舟十三号载人飞船于2021年10月16日0时23分,在酒泉卫星发射中心点火升空,飞往中国空间站。而此次的三位宇航员分别为指令长翟志刚,协助员叶光富,以及曾在2013年于天空一号中授课的女宇航员王亚平老师。三位宇航员除了要在为期六个月的时间里完成各种太空任务之外,还抽出了宝贵的时间,在天宫空间站中开设了第一节“天宫课堂”,并由中央电视广播总台进行全程直播。而主讲师还是王亚平老师,指令长翟志刚化身为工具人,并由杨洪波老师进行辅助拍摄,三位老师再次合力为地球上的人们,举办了一场生动而又内容丰富有趣的科普课堂。(PS:在此,老范还是想给屏幕前的各位朋友强烈推荐一下,天空课堂的内容,大家有机会一定要看一看,真心的赞!)
我们的天宫空间站课堂不仅内容丰富、老少皆宜,它还取代了国际空间站,成为了人类有史以来的“最高”课堂。此话怎讲呢?要知道国际空间站的轨道高度约为:近地点320公里,远地点350公里;而我国的天宫空间站轨道高度约为:近地点400公里,远地点450公里,是名副其实的“最高课堂”。另外,我们不光在高度上领先,看看对比图你就会发现,我国的空间站内部,无论是规整度,还是面积大小,都要优于国际空间站。而老范我觉得最主要的是:人家的空间站是好几家一起攒的,而我们的空间站是自己独立完成的,我想此处当有掌声。
好了,朋友们,这就是本期的全部内容。最后老范想问问屏幕前的各位,如果有机会进入太空,亲身上一节最高的天宫课堂,你愿意去吗?欢迎各位评论区留言讨论。视频制作不易,希望大家能够在屏幕下方长按点赞键支持我,我是老范,关注订阅我的频道,我们下期见,拜拜。
3. 天宫一号和国际空间站哪个高度高两者轨道有没有交叉
目前iss比tg高 390x405比328x338高度经常变动轨道经常交叉就tg那几个小窗 估计运气不是非常好的话根本没有观察角度。iss对地有观察舱,视野极佳,也正好比tg1高, 但是想在 70km外观察一个10米级的玩意,还是以地球为背景,应该比较困难。iss观察舱
4. 国际空间站的运行高度是多高目前在大气层的哪一层
空间站是一个空间站。它是一种在低地球轨道上长期运行的载人航天器,可供一些宇航员长期访问、工作和生活。一般来说,大多数空间站在高度约400公里的轨道上运行,如中国的天宫一号和天宫二号空间实验室,目前在轨的国际空间站,以及未来将要建造的中国空间站。那么问题来了,为什么空间站只飞400公里而不飞得更高?
任何超过100公里的地方都被视为太空。近乎真空的环境,无云的望远镜观测优势,以及近乎无重力的实验条件,都足以进行一般的太空实验。另一方面,也要考虑宇航员和空间站本身的安全。地球周围磁场的存在会控制一些带电的电子和离子来对抗来自太阳风的高能粒子,并通过一些物理过程注入来自太阳风的高能粒子或加速地球本身周围的带电粒子。
地球周围有一个叫做范艾伦辐射带的空间区域,大致分为1500至5000公里和13000至20000公里的高度,在空间天气扰动期间,这些辐射带会向上和向下扩张。这里有非常高能量、非常密集的带电粒子,对飞过它们的飞机非常有害。特别是,由于地磁场本身不是对称的,南大西洋(也称为 "百慕大")上空的地磁场形状导致这里的辐射带高度很低,在发生扰动时可能只有约1000公里。由于空间站飞得高,很容易进入辐射带。
5. 为什么国际空间站比中国空间站轨道更高,在地面上却看起来更亮
其实站在地球上看,距离相差不大,关键是国际空间站使用的材料更发光 更亮
6. 空间站离地球多远
国际空间站的轨道高度是:
近地点:319.6km。
远地点:346.9km。
其规模比空间站要小,但可做一些为建造空间站服务的关键技术研究项目,如推进剂在轨加注技术。2016年9月15日天宫2号发射成功,经过变轨进入了等待与神舟11号载人飞船交会对接的轨道。
(6)天宫与国际空间站轨道哪个高扩展阅读:
空间站特点是体积比较大、结构复杂,在轨道飞行时间较长,有多种功能,能开展的太空科研项目也多而广。
空间站的特点之一是经济性。例如,所有的空间站都不具有返回地面的功能而是在太空接纳航天员进行实验,可以使载人飞船成为只运送航天员的工具,从而简化了空间站的结构,既能降低其工程设计难度,又可减少航天费用。
这样能缩短航天员在太空的时间,减少许多消费,当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件,延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。
7. 神九上天与天宫成功对接。问:中国的天宫与国际空间站,设备平台,执行的任务及轨道有多大的差距
差距还是挺大的,关键是中国的火箭推力小,大东西发不上去。到海南文昌的发射场建好了,就能建的更大了。下面是比较
天宫一号空间实验室长10.4米、最大直径3.35米、重量约8.5吨,采用两舱结构,分别是实验舱和资源舱。实验舱本体分为前锥段、圆柱段和后锥段;密封的前锥段和柱段为航天员短期驻留提供了在轨生活工作空间,可容纳3名航天员生活;后部非密封的后锥段安装再生生保设备;在前锥段前部还装有空间交会对接设备。资源舱则包括发动机和电源装置等,外部安置太阳翼,用于提供轨道与姿态控制、电力能源供应、热控环控。天宫一号目标飞行器将使用折叠式的5片太阳能电池板,这是中国中低轨道航天器最复杂的太阳翼设计。
分为实验舱和资源舱。与之前的载人航天器相比,天宫一号为航天员提供的可活动空间大大拓展,达15立方米,能够同时满足3名航天员工作和生活的需要。实验舱前端装有被动式对接结构,可与追踪飞行器进行对接。
国际空间站是人类有史以来建造的最大的太空飞行物:全长108米,总重破400吨,尺寸超过一架波音747客机。全球六个宇航机构耗费16年仍未完成建设。全状态下的国际空间站可以容纳6名宇航员工作生活,每班至少待半年。对于国际空间站的宇航员们来说,考察期间,这里就是他们的家
8. 中国“天宫”与美俄欧的国际空间站最大区别在哪
天宫一号是中国第一个目标飞行器,于2011年9月29日21时16分03秒在酒泉卫星发射中心发射,飞行器全长10.4米,最大直径3.35米,由实验舱和资源舱构成。2016年3月16日,天宫一号目标飞行器正式终止数据服务,全面完成了其历史使命。天宫一号整器结构完整,运行轨道仍在持续、密切跟踪监视之中,平均轨道高度约370公里,而且正以每天100米的速度衰减,预计2017年下半年陨毁。
天宫一号是中国首个目标飞行器和空间实验室,属载人航天器,天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段(即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室);同时也是中国空间站的起点,标志着中国已经拥有建立初步空间站,即短期无人照料的空间站的能力。
天宫二号即天宫二号空间实验室,是继天宫一号后中国自主研发的第二个空间实验室,也是中国第一个真正意义上的空间实验室,将用于进一步验证空间交会对接技术及进行一系列空间试验。天宫二号空间实验室已于2016年9月15日22时04分09秒在酒泉卫星发射中心发射成功。
天宫二号是中国第一个真正意义上的太空实验室,搭载了空间冷原子钟等14项应用载荷,以及失重心血管研究等航天医学实验设备,配备在轨维修技术验证装置、机械臂操作终端在轨维修试验设备,开展空间科学及技术试(实)验。——常识航空科技篇。
9. 国际空间站和中国空间站对比区别是什么
国际空间站和中国空间站对比区别是:
1.重量不同。
国际空间站重量约480吨,中国的“天宫”空间站建成之后,重量却仅有180吨。国际空间站的重量大约在400吨左右,之后多次使用航天飞船将空间站构架送入太空,并且充当空间站的主要结构之一,因此国际空间站才会拥有480吨左右的重量。
2.空间不同。
设计方面,虽然看起来中国空间站要比国际空间站小很多,然而,中国空间站的设计却要更加合理,因为中国空间站的舱室,看起来更加“圆润”,所以,虽然外观看起来并不大,但是内部的空间利用率却要远高于国际空间站。
3.能量转化效率不同。
太阳能设备在光电转化率达到了30%,相比较之下,国际空间站搭载的太阳能光电转化率不足15%,在电力输送上还要使用老旧的散热系统进行控温,这一比较之下,中国空间站在这二个方面,就会比国际空间站更胜一筹了。
中国空间站的目标与任务:
按照空间站建造任务规划,2021年和2022年我国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射,4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。
2022年3月4日消息,中国空间站2022年将全面建成,首次实现6名航天员同时在轨。全国人大代表、中国载人航天工程副总设计师、航天科技集团五院空间站光学舱系统总设计师张柏楠昨天透露,2022年,中国载人航天空间站工程进入空间站建造阶段,将完成问天实验舱、梦天实验舱、神舟载人飞船和天舟货运飞船等6次重大任务,全面建成空间站。
以上内容参考:网络-中国空间站
10. 天宫号空间站仅重180吨!比国际空间站轻240吨,二者差在哪里
国际空间站的重量约为420吨,我国的“天宫号”空间站在彻底建成后重量将只有180吨。两者之间的差距为何会这么大?我们的空间站缺了什么吗?我国空间站在建成后相比国际空间站更具有优势吗?让我们带着这些问题慢慢来看。
国际空间站项目从1998年立项到今天,已经有24年了,当时的美国故意将我们排除在外,联合16个国家决定打造一个国际空间站。在经过了航天飞机和火箭持续12年左右的模块任务发射和组建后, 国际空间站终于在2010年初步建设成功,其整体重量最后达到了惊人的420吨。
建设完成后,国际空间站主要由美国、日本、俄罗斯和意大利等多个国家的宇航局共同运营。
与420吨的国际空间站相比,我国的“天宫号”空间站在今年彻底建造完成后,其重量也只有大约180吨。 很多人都觉得,差了接近240吨,我们的空间站是不是规模太小了,功能是不是比不上国际空间站啊?
有此疑问很正常,但是在此之前,我们要先明确地知道: 天宫空间站是我国独立自主建造的,不仅没有外国的协助,相反还面对着众多的封锁 。因此空间站里,操作设备提示语都是完全中文的。
因为独立自主,所以没有什么需要妥协商量的,所以在搭建之前,科研人员就做好了删繁就简。虽然到目前为止,天宫号还没有彻底搭建完毕(预计2022年年内彻底完成),但是第一批在空间站执行任务的3位宇航员就要满半年,马上就要返航了。
对比已经10多岁“高龄”的国际空间站,我们的天宫号不仅在安全性上比他们强大, 而且功能性上也并没有什么短板。现在的国际空间站已经面临严重的老化问题,之前也出现了好几回安全问题,不久前甚至还出现了氧气泄漏的重大事故。
与之相比,我们的天宫号空间站才刚刚服役,航天专家们表示:天宫号的安全性已经做到了现有技术的极致。最厉害的科研团队运用最新的技术和材料,打造出一个最安全最强大的空间站。
在天宫号的建设过程中,一个需要解决的问题就是能源供给问题,这一点与国际空间站一样,都是将太阳能作为了主要能量来源。不同的是,我们的科研团队为了让空间站的能量供给能力更强,使用了最新的太阳能收集技术,毕竟世界上最强大的太阳能公司一大半都是我们国家的。
我们的太阳能设备的光电转换效率达到了30%,而国际空间站的光电转化率只有15%左右,只有我们的一半不到。另外,国际空间站在电力输送的时候,还需要老旧的温控系统进行控温, 这些都是空间站的重量。
不仅如此,在这个过程中,优先使用更加耐用的材料也成为准则之一。同时,为了简化太阳能设备的更换步骤,科研人员将大多数组装都模块化了,这意味着,航天员自己就能动手更换。
除了电力方面,我国天宫号空间站上的巡天光学望远镜也比国际空间站上的要先进,为此,科研人员还专门为这个我已经设计了一个独立舱段,以便宇航员进行使用和维护。
与之相比,国际空间站每次维修,都需要地面的火箭支持,每次都要花费巨大的成本,就连财大气粗的NASA也直呼受不了。
除了以上的问题,国际空间站的推进器相比我们的天宫号就更加逊色了。每次进行舱段调整时,国际空间站都需要外力辅助。过去是用航天飞机的动力进行辅助,后来航天飞机退役了,就得用货运飞船辅助,不然根本没法调整姿态对接入轨。
而我们的天宫号就不一样,因为我们在每一个舱段上都安装了独立的火箭推进器,这样就不需要货运飞船进行辅助了。天宫号的每一个舱段独立进行校准,再加上地面监测中心的配合,各个舱段的对接入轨将非常便利。
基于这些优势以及一些其他的条件,到目前为止,世界上已经有18个国家先后向我国表达了航天方面的合作意向。
由此可以看出,我们正在成为世界上举足轻重,具有重大影响力的航天大国。当初的国际空间站项目美国故意将我们排除在外,如今的我们经过多年的努力,终于能独立自主发展空间站乃至其他更加伟大的航天项目了,我们看别人脸色的时代已经一去不复返了。
靠天靠地不如靠自己,中国航天任重而道远,继续加油吧,航天人们!