近日，由中國(guó)航天科技集團(tuán)五院抓總研制的我國(guó)空間站核心艙初樣產(chǎn)品和新一代載人飛船試驗(yàn)船安全運(yùn)抵中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，將分別參加長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭發(fā)射場(chǎng)合練及首飛任務(wù)，中國(guó)空間站在軌建造任務(wù)大幕即將拉開。那么，我國(guó)空間站和新一代載人飛船有哪些新特點(diǎn)？為什么要合練呢？
空間站核心艙：控制中樞&“太空之家”，寬敞，舒適，有WiFi
中國(guó)空間站由“天和”核心艙、實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ3個(gè)主要艙段構(gòu)成。其中，“天和”核心艙全長(zhǎng)16.6米，直徑4.2米，重約22噸，是未來空間站的指揮控制中心。航天員的生活起居要在這里進(jìn)行，并將在此開展一定的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。
▲ 2018年珠海航展，航天科技集團(tuán)展示的空間站核心艙
核心艙由節(jié)點(diǎn)艙、小柱段、大柱段、資源艙以及后端通道組成。后端通道可供航天員出入貨運(yùn)飛船。
除了最末端的貨運(yùn)通道用來對(duì)接飛船外，最前端的球形節(jié)點(diǎn)艙還有4個(gè)對(duì)接機(jī)構(gòu)：前面和底部的用來對(duì)接載人飛船，旁邊兩個(gè)則對(duì)接實(shí)驗(yàn)艙Ⅰ和實(shí)驗(yàn)艙Ⅱ。同時(shí)，頂部還有一個(gè)出艙口，供航天員開展出艙活動(dòng)。
也就是說，無論是貨運(yùn)飛船還是載人飛船，未來都需要?？吭诤诵呐撋?，其重要地位顯而易見。
為了讓航天員在太空中的長(zhǎng)期生活能夠更加舒適，核心艙在設(shè)計(jì)上較過去有了很大的突破。核心艙上供航天員工作生活的空間大約50立方米，未來加上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙后，整體能夠達(dá)到110立方米。此外，空間站還為每個(gè)航天員配置了一臺(tái)平板電腦，除了可以連接艙內(nèi)設(shè)備進(jìn)行工作和監(jiān)測(cè)外，還可以連“WiFi”上網(wǎng)。
中國(guó)空間站：15年壽命，3人常駐，半年輪換，科學(xué)實(shí)驗(yàn)條件好
我國(guó)空間站任務(wù)壽命將達(dá)到15年左右，可供3名航天員長(zhǎng)期在軌駐留，半年一輪換，可供6人短期駐留10天左右，以便交接班。
空間站長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定運(yùn)行、航天員長(zhǎng)期駐留，對(duì)我國(guó)航天器的研制技術(shù)提出了新的要求。此前，我國(guó)航天員在軌飛行的最高紀(jì)錄是33天，那時(shí)，航天員生存所必需的水和氧氣可以由航天器直接從地面搬到太空中。而想讓航天員實(shí)現(xiàn)更久的在軌停留，就要使用“再生式生命保障”等技術(shù)，來保障物資供應(yīng)。部分技術(shù)已在天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室上進(jìn)行了初步的驗(yàn)證。
除了保證航天員的長(zhǎng)期駐留外，空間站本身的在軌壽命，也需要技術(shù)手段保障。在提高產(chǎn)品壽命的同時(shí)，設(shè)計(jì)師們還攻克了一系列難關(guān)，使空間站60-70%的設(shè)備都可以維修，并為航天員開展維修工作提供了的便利。
這一系列突破將大大提升空間站的空間科學(xué)研究能力。從航天醫(yī)學(xué)、航天生物學(xué)，到微重力流體物理學(xué)，10多個(gè)方向的科學(xué)研究已經(jīng)“安排”上了。艙外還設(shè)了暴露平臺(tái)和大型載荷掛點(diǎn)，支持開展暴露實(shí)驗(yàn)。
新載人飛船將兼顧深空探測(cè)任務(wù)
我國(guó)新一代載人飛船將同時(shí)兼顧近地軌道任務(wù)和更遠(yuǎn)的深空探測(cè)。深空探測(cè)任務(wù)返回地球的速度更快，對(duì)飛船的結(jié)構(gòu)和防熱性能會(huì)帶來更大的考驗(yàn)。
研制團(tuán)隊(duì)采用了全新的防熱材料和防熱結(jié)構(gòu)，耐熱能力相當(dāng)于神舟飛船的3到4倍。在返回再入控制上，也會(huì)保證落點(diǎn)精度、保證過載不超過航天員的承受范圍。此次發(fā)射還將驗(yàn)證更加安全的“群傘+氣囊”著陸方式，以及飛船可重復(fù)使用的相關(guān)技術(shù)。
此次發(fā)射后，研制團(tuán)隊(duì)將對(duì)飛船返回后的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估和分析。驗(yàn)證關(guān)鍵技術(shù)后，飛船將轉(zhuǎn)入到全系統(tǒng)的研制和功能驗(yàn)證，為最終的載人飛行作準(zhǔn)備。
新載人飛船能載貨、能載人，最多上天6個(gè)人
過去，神舟飛船一次可以運(yùn)載3名航天員。而新一代載人飛船的目標(biāo)，則是達(dá)到6名航天員。
同時(shí)，新一代載人飛船還可以運(yùn)貨。比如，3名航天員乘坐的時(shí)候，就可以搭載約500公斤的貨物。
我國(guó)此前的天舟貨運(yùn)飛船雖然擁有很大的上行運(yùn)輸能力，也就是將貨物從地球運(yùn)輸?shù)娇臻g站的能力，但不具備將貨物從空間站帶回地球的能力，而這一能力在未來的空間站時(shí)代極為重要。
譬如，在空間站上開展微生物實(shí)驗(yàn)的樣本，或在太空制造的產(chǎn)品，需要帶回地面上做更好的研究。這時(shí)，新一代載人飛船的“帶貨”回地球能力就派上大用場(chǎng)了。通過靈活配比，新飛船將與天舟貨運(yùn)飛船互補(bǔ)，便于后續(xù)任務(wù)的組織安排。
新載人飛船將實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用
新載人飛船采用了返回艙+服務(wù)艙的兩艙設(shè)計(jì)，將大部分有價(jià)值的產(chǎn)品都集中放在返回艙內(nèi)，這樣一來，當(dāng)返回艙著陸地面后，飛船上大多數(shù)的設(shè)備就都可以進(jìn)行重復(fù)使用了。
▲ 2018年珠海航展，航天科技集團(tuán)展示的新一代載人飛船縮比返回艙
和神舟飛船相比，新飛船的外層防熱材料不再采用和飛船整體一體的設(shè)計(jì)，改用可拆卸的模式，目的也是為了每次飛行完成后方便更換。再加上氣囊緩沖的落地方式，可以更好地保護(hù)飛船本身不受損壞，保障飛船的再次使用。
新一代載人飛船研制團(tuán)隊(duì)將力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)返回艙可重復(fù)使用10次，逐步降低成本。
合練：除了“點(diǎn)火”，其他的都“演”到位，提前排除問題
發(fā)射合練，簡(jiǎn)單來說，就是完全按照正式發(fā)射任務(wù)進(jìn)行模擬演練，只不過不會(huì)真正執(zhí)行最終的點(diǎn)火指令。通過合練，可以全流程、全要素、全過程模擬正式發(fā)射任務(wù)，全面驗(yàn)證空間站核心艙與運(yùn)載火箭、發(fā)射場(chǎng)之間的配合，提早發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
本次合練任務(wù)預(yù)計(jì)需要3個(gè)月左右，將驗(yàn)證空間站系統(tǒng)各艙段在發(fā)射場(chǎng)的工作項(xiàng)目以及測(cè)試發(fā)射的流程，為正式發(fā)射任務(wù)提前做好準(zhǔn)備，奠定基礎(chǔ)。
而我國(guó)新一代載人飛船的試驗(yàn)船將直接進(jìn)入正式發(fā)射前的準(zhǔn)備階段，首次飛行試驗(yàn)不會(huì)載人。由于空間站和新飛船均會(huì)由長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭發(fā)射，新飛船的發(fā)射還將是長(zhǎng)五B的首飛任務(wù)，因此，此次空間站核心艙的合練還將提前驗(yàn)證火箭的發(fā)射流程。
