就在刚刚,我国天和号空间站核心舱正式发射成功,而国际空间站2024年即将退役,届时我国极有可能成为世界唯一一个拥有空间站的国家。 天和号是什么? 2024年国际空间站即将退役,俄罗斯率先退出该合作,准备重启月球探索计划,美国人也打算放弃国际空间站,另起月球门户空间站,似乎一夜之间大家都开始关注月球。而我们国家经过多年的布局,不仅探月任务稳步进行,大型空间站天宫也正在紧锣密鼓地建设中。而天和号就是天宫空间站的核心舱。 对比美俄两国,我们空间站的相关技术经验还不够丰富。俄罗斯在前苏联时期完成了8个空间站的运营,可以说是驾轻就熟。另一方面美国和俄罗斯联合十几个国家从1998年就开始了国际空间站的计划,经过几十年的运营,也储备了丰富技术和经验。 不过我们的天和号到底有什么不同?关注我,了解更多中国科工的真相。 首先天和号作为天宫空间站的核心舱,直径4。2米,高16。6米,重22吨,设计寿命15年,是目前所有的空间站核心舱最重的,之前最大的是国际空间站的曙光号功能货仓,但也只有19吨。 其次天和号内部空间比较宽敞,舱内高度比商用住宅略高,相比较之前电视看到国际空间站狭小的空间,确实大了不少。 最后天和号是由多个舱段构成,分别是节点舱、生活控制舱和资源舱,节点舱的最小容积和天宫一号差不多,而整个核心舱空间大概在50立方米左右,可提供3人半年驻留的生存环境,以及6人10天驻留的生存坏境,以免进行人员乱换。 另外天和号核心舱两头都可以对接,载人飞船和货运飞船,其中光节点舱有4个对接口和1个出舱口,最多对接4艘飞船,可进行太空行走。 当然,这些都是最基础的数据,天和号还有很多黑科技。 其一、天和号核心舱配备一对七自由度机械臂,一大一小,大的机械手臂最大拉力可达25吨,机械手臂的功能就是辅助对接,安装新配件,以及完成变轨和控制飞船分离等操作,所以可以进行东方红1号回收工作。 其二、天和号的太阳能电池板,应用了可多次展开的桁架式柔性太阳能电池板,并配备三结砷化镓太阳能电池,转化效率最高可达40,整个电池发电功率达到100kw,比国际空间站发电高10kw,国际空间站重达460吨,而天宫空间站建成最多180吨,后续我们还会加装更多的实验舱和功能舱配备更多的太阳能电池板和电池,综合发电效率远远超过国际空间站。 其三、天和号核心舱安装了离子推动器,可以利用全电发动,调整空间站运行时的姿态和轨道,可大幅减少化学推进剂的使用,延长天和号的使用寿命。 其四、天和号电力充足,可以同时进行多种科研项目,所以安装了16个科研机柜,并预留了升级空间,包括26个舱内载荷机柜装载空间,67个中小型舱外载荷接口,以及3个舱外大型载荷挂点和1个扩展试验平台,为以后的升级改造提供便利,综合空间利用率比国际空间站高得多。 天和号核心舱完成以后,我们会随即发射问天号和梦天号实验舱,将装载大型巡天望远镜,这可是一个十几吨的大家伙,综合指标可是远远超过了哈勃太空望远镜。天和、问天、梦天发射成功后会开始链接,那时天宫空间站将开始正式运营。目前我国第三批18名预备航天员已经开始训练,驾驶员、工程师和实验专家已经训练到位,预计2022年以后开始轮流中短期驻留。 不过为什么航天员不能长期驻留在空间站? 不管我们天宫空间站到底有多大,空间站依旧属于一个狭窄的密闭空间,而且空间站没有地球的磁场保护。虽然空间站加装了抗辐射设备,但是对比地球磁场的保护确实不太够,所以航天员要长期面对宇宙辐射和太阳辐射并处于失重环境中,容易对航天员的生理和身体造成严重负担,所以要轮流驻留。 中美航天博弈,谁更有优势? 目前已有17个国家申请我们科研机柜,但是只有9个科研项目入选,可惜的是美国作为世界第一科技大国,却被排除在外了。网上很多人说,因为美国以前曾经对我们卡脖子,所以我们也要拒绝美国。但作为一个靠谱的科普作者,我要辟一下谣。美国被拒绝,是因为美国提交的科研项目缺乏价值,而不是我们有意卡美国脖子。 其实我们国家多次公开表示,希望和美国等其他国家一起发展国际空间站,但是美国以我国技术不成熟拒绝了,到了2011年美国为了阻止我国航天技术发展,出台了沃尔夫条款,明确要求美国NASA禁止和中国官方还有民间团体合作,所以有美国参与的航天项目,我们都不能参加,从这多少能看得出来美国有多小肚鸡肠。 目前我们的天宫空间站的建设计划有序开展中,而探月工程也在稳步进行中。但美国也同样启动了类似的计划,名为阿耳忒弥斯计划,阿耳忒弥斯在希腊神话里是阿波罗的亲姐姐,所以说阿耳忒弥斯计划是阿波罗计划的延续,美国预计2024年重返月球。 但是阿波罗计划已经是50多年前的探月工程了,其技术早已满足不了现在的需求了。美国也早已放弃发射阿波罗飞船相关技术,重新开发新技术,但是这几年美国政府预算紧张,所以拉着英、澳、加、日、意、卢森堡及阿联酋共同研发,不过美国主导的共同研发就是为了替美国承担部分预算。 类似的联合计划,美国没少割盟友的韭菜,F35联合研制大家一起交钱,但是美国卖给盟友的价格却是非常惊喜。 而此次阿耳忒弥斯计划的核心就是月球门户空间站,这次美国不打算像阿波罗计划一样直接送上去,而是计划在月球附近建设空间站,目的是作为探月计划的中转站,这多少看起来有点多此一举,其实恰恰相反。 首先我们要知道月球和地球是有引力平衡点的,也叫拉格朗日点,总共有5个,我们的称呼为L1L5。格朗日点作为地、月力的平衡点,必然是战略要地。美国打算在L2放置空间站,可以在此处停泊,对月球进行观测,但更大的目的其实是尽早占领这个战略要地。 目前来看,我们的嫦娥和美国的阿耳忒弥斯在为地月L2点展开争夺,L2是离月球最近的点,我们已将鹊桥中继卫星送了过去,美国自然不甘示弱,打算直接过去建设空间站。所以我们开发天宫空间站就是为完成相关测试和技术验证,如果嫦娥探月也都顺利的话,我们就可以顺手推舟也建设月球空间站 不过两个国家都还没有实施该计划,那我们就对比下,到底哪个国家能率先实现?关注我,了解更多中国科工的真相。 首先载人登月的经验我们不如美国丰富,美国已经完成了7次载人登月计划。 虽然阿波罗计划已经是五十年以前的项目了,但也需要注意,美国商业航天发展比较迅速,类似埃隆马斯克的spacex、还有蓝色起源、波音、洛克马丁等公司技术雄厚,技术不存在问题。反观我们我们商用火箭企业发展缓慢,目前还不具备开发类似项目的科研能力。但是我们国家的航天的技术却极为出色,可以弥补技术上的差距。技术水平美国占优。 其次对比建设速度,美国的阿耳忒弥斯计划立项虽然较早,但是发展缓慢,经费不足,NASA当初计划2020年完成月球基地建设,可如今该计划一拖再拖,目前是2024年开始重返月球计划。但是我们从2004年启动嫦娥计划以来,都是按照预定计划稳扎稳打,一步一个脚印,目前是天和号即将上天,剩下的项目也不过是时间问题。工程方面我们占优。 最后比经费,目前美国疫情导致的经济衰退还需要几年时间来消化,而且还有美国联合他国在大力研究核聚变工程,加上美国庞大的军费开支,能够投入航天项目的经费可谓是捉襟见肘。 虽然美国拉了众多盟友一起研发,但是各国经济都在衰退,而阿耳忒弥斯计划的投入巨大,能不能让2024年门户空间站首星上天还是未知数。而我们率先摆脱疫情困扰,经济已经实现复苏,经济上不会影响我们对于太空计划的投入。经费我们占优。 综合来看我们有一定概率先比美国做到,但是美国的技术底蕴在那。如果美国真要大力出奇迹,那么我们就他强由他强,清风拂山岗;他横由他横,明月照大江。我们不能为了超过美国而打乱自己的节奏,稳扎稳打才是我们的风格。 因为为了一个小小的空间站搞技术竞赛没意思,还记得星际迷航3超越星辰中,出现了一个庞大的空间军事要塞,这样遮天蔽日的空间站才是我们追求的,我相信未来的天宫迟早会到达。 为什么开发太空这么重要? 兵法:一曰度、二曰量、三曰数、四曰称、五曰生。地生度、度生量、量生数、数生称,称生胜。简单理解综合实力足够强大,就能碾压一切对手,而这一切的本质都是需要资源堆砌。 我们国家虽然地缘辽阔,但是资源却很紧张,反观美国掌握着众多资源的控制权,尤其是石油,所以美国很强大。而缺少资源是有可能阻碍我国发展的,所以我们要打破美国建立的资源体系和贸易体系,但是这十分困难。我们想要拥有话语权,就必须拥有庞大的资源,地球提供不了,而外太空可以提供。 所以我们必须大力发展宇宙航天项目,因为月球的资源十分丰富,氦3储量足够地球用100万年,而且矿石资源丰富,拥有大量的贵金属和稀有金属,矿藏比地球还丰富。加上丰富的太阳能,足够让我们进行爆发式的发展。 我们意识得到这个问题,美国同样可以,只是这几年美国有点穷兵黩武,有些衰退,但是不影响美国的野心。美国已经重启了探月计划,而且NASA重金支持太空制造计划,将3D打印机送往宇宙空间站,在空间站内生产超纯氟化物的特质光纤。 这种材料具有出色的红外透射性,可用于高端激光器、光纤电缆、医疗产品等领域。在地球重力环境下,生产这种材料远远比不上无重力环境生产的质量,地球生产高质量的超纯氟化物的特质光纤价格极高,外太空如果不考虑物流成本,价格则低廉很多。 这是一种思路,我们获取资源就是为了发展,开采资源生产产品,以后随着空间站越来越大,太空资源开采越来越多,太空工厂数量会大幅增加,谁掌握的资源越多,谁的话语权越大。所以说月球、火星都是人类未来征程的一部分。 地球终有一天会无法承载人类的梦想,而宇宙足够大,如果我们不走出地球,那么迟早有一天会被困住,等待我们的就是停滞不前甚至是落后。要知道,我们的目标,可是星辰大海。