美国为何不重造一个新的空间站?中国空间站比国际空间站强在哪?
▎◀美国为何不重造一个新的空间站?中国空间站比国际空间站强在哪?
美国现在被财政赤字深深拖累,根本无力建造新的空间站了。中国空间站比国际空间站强在,一她是我们国家自己的,一切都由自己决定。二既然是中国自己的,我们可以根据中国情况来建造。比方说,我们可以按照中国人的体型建造空间站,避免浪费。还有可以按照我们国家急需,依靠太空平台解决技术与科研问题,来具体构建、布置空间站,使它更好地为国家战略目标服务。
▎☓美国为何不重造一个新的空间站?中国空间站比国际空间站强在哪?
建一个空间站也是不容易的事,占用大量人力物力,设计面庞大,美国有实力但没凝聚力,统筹一体很难,所以联合别国共同开发利用别国的人力资源,美国可以用小的代价收到最大的利益,不用美国的资源达到了最想要的效果。
▎☺美国为何不重造一个新的空间站?中国空间站比国际空间站强在哪?
美国是计划主攻月球空间站,近地空间站由私营公司负责,中国空间站设计理念要比国际空间站好
在与俄罗斯关系恶化后,美国国家宇航局NASA实际上也在太空合作方面与俄罗斯脱钩做准备。2016年成立了一家名为公理空间(Axiom Space)的私营航天公司,该公司核心员工都是NASA前职员,前局长弗兰克·博尔登是大股东。该公司计划从2024年开始,发射4-6个模块舱段,替代国际空间站中的俄罗斯舱段功能,并在国际空间站完全退役后,利用其部分“遗产”组成小型空间站,继续在轨道上运营(为了继续占用轨道)。
公理空间站与国际空间站相连状态,其替代国际空间站的俄罗斯舱段,而俄罗斯舱段飞离自己组建新空间站
这个公理轨道空间站设计能够支持4名宇航员在轨工作生活,其中一个舱段为观光娱乐模块,提供太空旅游服务。不仅如此,公理空间公司现在还与汤姆汉克斯协商,未来在上面拍摄新电影。利用空间站开发太空旅游也是现在资本炒作的一大热点,除了公理空间,美国还有洛克希德·马丁公司与NanoRacks公司联合进行的“星空实验室”、蓝色起源与塞拉空间主推的“轨道礁”、以及诺斯罗普·格鲁曼公司还未命名的空间站计划。相比较而言,公理空间有点左右到右手,赢在起跑线上,而其他公司的私人空间站计划前景恐怕不大明朗。
公理空间站未来状态,最下方是观光平台,国际空间站仅一个实验室舱段和机械臂将继续沿用,其余部分都将抛弃
在今后相当长一段时间内,国际空间站恐怕都会是人类建造最大的太空站,目前规划的几个新空间站,都是属于中小型空间站,在国际空间站彻底退役后,恐怕中国空间站会是最大空间站。国际空间站实际上是两部分组合而成,以上世纪80年代末开始的美国自由号空间站计划为蓝本的美国轨道段(USOS),和以前苏联的和平-2号空间站计划为蓝本的俄罗斯轨道段(ROS)组合而成,两者通过团结号适配舱段连接而成。其中美国轨道段采用综合桁架挂舱式结构,这种结构兼容性、可扩展性好,方便升级,节约密封舱空间。但这种结构日常运营和维护都十分依赖太空行走,一些舱段间移动也都需要进行太空行走。所以国际空间站退役后,接盘的商业化运营的公理轨道站只接受机械臂、磁谱仪和实验室,其他都全部抛弃,以节约运营成本。
国际空间站的两大部分,他实际上是两个不同规格标准空间站组合而成
中国空间站整体上采用模块化积木式结构,但他又规划了二期工程,将备份舱段也发射上去组成六舱结构,同时再在外部架设两段伸缩式长桁架以扩展功能和容纳仪器设备。可以说这种设计思路非常棒,充分借鉴参考了两种结构的优缺点,并于新技术相结合,兼顾了实用性和建设运营成本。
中国空间站的一期和二期计划,整体规划设计要好,用国际空间站一半的重量实现了国际空间站相同的在轨能力
另一方面就是中国空间站舱段更大、功能更加集成,其发射重量都是20~23吨左右,建设好后舱段重量达到25吨以上。我们是专门改进出长征5号B型运载火箭,针对近地轨道无人发射任务而优化设计。国际空间站美国舱段舱室发射重量被限制在14.5吨,这是由美国航天飞机货运载荷限制(最大16吨),俄罗斯舱段由质子-K火箭发射的达到20吨,但上世纪90年代俄罗斯制造的舱段大量重量和空间消耗在笨粗的电子设备上。所以天和号核心舱一个舱室,居然可以实现俄罗斯舱段星辰号服务舱、曙光号功能舱、码头号节点舱三个舱段的功能(不同的只是俄罗斯三个舱段可以支持4名宇航员,而我们一个舱室支持3名宇航员),更大单体舱室也就减少了对舱室数量的需求,这也减少密封舱和连结舱数量,进一步提升有效利用率。
天和核心舱整体上也分三段式,这也是国际空间站俄罗斯段三个舱室的功能
NASA自己主推的空间站则是月球轨道空间站“月球门户”,该空间站作为美国主导的阿耳忒弥斯计划中关键一环,在月球轨道上建立空间站,以此作为登月以及火星探索的前沿基地,目前美国试图拉欧空局和日本入伙。
NASA的新画的“卫星”,月球门户
月球门户空间站原计划2022年开始实施,在2028年左右完工,但是正如西方国家近年来一系列航天计划一样,没有不延误的。阿耳忒弥斯计划用的SLS火箭原本计划2016年进行首次发射,结果都鸽到现在了都还没进行。建设月球门户空间站计划用7次SLS火箭发射,以及19次重型猎鹰级重型火箭发射,全部搞完鬼知道要到什么时候。
SLS鸽王火箭,现在是推迟到今年8月份首次发射
月球轨道空间站也是为了未来一大竞争热点,这是未来争抢月球资源(氦3)的关键步骤。中国也有月球轨道空间站计划,现在正与俄罗斯协商合作,相比较美国NASA的月球门户,时间进度上落后不少。但最终结果并非取决于什么时候开始设想计划,而是看具体落实。
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特别是作为世界唯一超级大国的美国,已经不再独立发展空间站建造技术了。但中国从1992年决定实施载人航天工程,就将空间站作为“三步走”发展战略的最后一步,花上30年去建设空间站真的值得吗?
为何美国不再建造空间站
太空探索一直是各国重要的竞争环节。从美苏争霸启动多个太空项目,实现人类太空探索的飞越。如今太空探索和太空技术依然是一个国家综合国力的体现,也代表了一个国家的军事力量。做好太空项目不仅仅是振奋国人,更能震慑其他国家。
苏联解体后,美国成为世界第一强国。太空竞备失去对手,加上太空项目成本高于回报,美国在太空项目投入就开始克制。但其太空项目经费还是远超世界各国的。中国1992年到2013年太空项目投入为390亿元,美国2013年太空项目预算就高达177亿美元。美国太空项目经费减少只是相对的。
在航天领域美国也一直保持太空项目的领导权。在希望中国投入重金支持美国领导的国际太空项目的同时,又不希望中国通过国际合作掌握航空航天技术,为此从90年代末期国际太空站项目开始就将中国排除了。这美国对中国航空航天技术崛起的打压和警戒,但也说明了太空项目的重要性。
中国遭美国排挤,走上自主研发道路
中国方面在国际太空项目诚意十足,但始终得不到美国的平等待遇,还被排除出了国际太空项目。让中国走上了独立发展航空领域,建立自己太空项目的道路。从1992年到2021年近30年在航空航天领域的耕耘,建设了中国让自己的空间站。
让中国的航空航天技术后来居上,早已不需要在依赖西方国家,相关的核心技术更是中国自己研发的,有着完全的自主权。在航空航天领域获得了主动权。随着天宫空间站投入使用,如今各国寻求和我们合作,我们挑选合作伙伴。
天宫空间站并不“孤独”
人类第一个空间是前苏联建造的礼炮号空间站,此后还有和平号空间站和美国的天空实验室号空间站,不过都已经退役。目前还在运行的空间站除了中国的天宫空间站,还有美国主导各国联合运营的国际空间站,美国在国际空间站进行了大量科研项目,收获颇丰。
不过国际空间站将在2024年退役,美国方面希望加大对国际空间站的维护,使其运营到2030年。这可能非常大。俄罗斯已经宣布将在2025年退出国际空间站项目,建设自己的空间站。可以想象未来天宫空间站也不会孤独,还会有新邻居到来。
除了美国中国外,只有俄罗斯拥有建设宇宙空间站的实力,欧洲、日本等国至今也没有实现独立载人航天。
天宫空间站的建设意义
宇宙空间站是人类探索宇宙的关键,要研究太空航行,宇宙空间站就是必须的,这才是真正飞行太空的第一步,中国自然不能缺席这样关键的一步,被排除在了国际空间站项目,那我们就自己建设一个空间站,独立完成也不能落下!
建成后的空间站在距离400公里左右的轨道上运行,虽然距离不远,但已经身处太空环境,可以进行材料科学、生命科学、等离子物理学、太阳物理学、大气物理学等学科的太空实验,能够有效推动科学发展,这也是空间站建立的主要目的之一。我们的天宫空间站有五大模块,其中问天和梦天都是实验舱,主要进行太空实验的,太空实验的重要性可见一斑。
除了太空实验和震慑其他国家彰显国力之外,空间站更将影响一代中国人。天宫空间站让中国人民族自豪高更强了,更多中国的少年儿童对航空航天感兴趣了,更有因此少年儿童立志于科学,星星之火可以燎原,宇宙空间站将成为点燃下一代中国科学的火苗。
宇宙空间站的建立能为我们带来太空科研的价值,增加中国人的民族自豪感,提高中国在国际社会的地位,让中国在航天领域掌握主动权。彰显了中国的国家实力,也影响了下一代中国人,将科学的种子埋在了中国未来的希望中。
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