100次浏览 发布时间:2023-04-16 19:12:09
我国空间站经过近2年的在轨建设和11次发射,目前一期工程已经收尾,形成了三舱两船结构。它的七自由度可爬行机械臂、可转动的新一代柔性太阳翼、以及舱外暴露试验平台,都非常有特点,与国际空间站保持一致,甚至超过了国际空间站
我国空间站和国际空间站得对比(天宫没画上大太阳翼)
两者得舱段对比,这么看差距就不大了
有人说这是因为我们没有航天飞机,单凭火箭无法将庞大的桁架分段运上去,因此不得不采用苏联“和平”号的第三代空间站技术,而国际空间站则属于第四代技术
这个观点错得离谱
首先,我国空间站有桁架结构,其中太阳翼是小桁架结构,而“梦天”、“问天”实验舱则是大桁架结构,我们是把舱段和大桁架合二为一了,省去了许多浪费和重复建设,这就是我们中国航天人的智慧。而且在“天宫”后续扩建方案中,还真有一个加装大桁架的选项,不同的是,我们把卫星修理,太空加油等功能都集成到未来的大桁架上了,真正实现了多功能。
问天和梦天两个实验舱就是大桁架
后续的确有一个大桁架方案
其次,国际空间站大桁架总共由11个梁结构组成,其中Z1桁架长4.9米、直径4.2米,质量8755千克;S0桁架长13.4米、直径4.6米、质量13971千克;S1桁架长13.7米、直径4.6米、质量14124千克;P1桁架长13.7米、直径4.6米、质量14003千克。
国际空间站的结构
P3、P4桁架及太阳能电池板加起来长13.8米、直径4.8米、质量15824千克;P5和S5桁架都是长3.4米、直径4.6米、质量1864千克;S3、S4桁架及太阳能电池板加起来长13.7米、直径5米、质量16183千克;S6桁架及太阳能电池板长13.84米、直径4.97米、质量14100千克。
航天飞机通过机械臂把大桁架分段转移到空间站上
这些大桁架像舱段一样,太浪费了
而我国“梦天”实验舱长17.88米、直径4.2米、质量约23吨,“问天”实验舱长17.9米、直径4.2米、质量23.2吨。可以看到除了直径之外,长征五号B完全可以将这些桁架送入太空。而通过像“捷龙三号”火箭挖掘复合材料整流罩“倒锥段”可用包络空间的办法,可以将长征五号B的整流罩直径扩到到5米,容纳前面说的那些分段没有任何问题。
用捷龙三号的办法,可以大幅扩大整流罩直径
当然,国际空间站大桁架有一个分段,从表面数据来看,我们的确运不了,它就是长73.2米、直径10.7米、质量15824公斤的P6桁架和太阳能电池板。不过,它之所以尺寸如此之大,是因为算的是展开后的数据,实际上和S6桁架及太阳能电池板是差不多的。
P6其实和S6桁架是差不多的
国际空间站组装过程
其实,国际空间站已是几十年前的产物了,随着材料技术的进步,现在如果要造大桁架,没必要搞那么笨重的。俄罗斯已经造出样机的“宙斯”号核动力太空拖船,采用的就是一个镂空的圆柱体桁架,还可以和汽车辫状天线一样伸缩,空间站的大桁架如果换成这种设计,用一两枚火箭就可以搞定了。
俄罗斯宙斯号的大桁架
它是可以伸缩的
其实我们的太阳翼就采用了可伸缩式小桁架
另外,我国空间站的结构真比国际空间站落后一代?实际上并非如此,但要从“和平”号空间站和美国的“自由”号空间站说起了,内容比较多,受篇幅的限制,下回我们单独再讲一期吧。
自由号空间站模型
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