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一簡一亂,天宮空間站與國際空間站相差239噸,誰更勝一籌?

作者:滄海一書客

前言:

随着前兩天神舟十八号航天員順利進駐中國空間站,大陸在航天員順利實作了第四次太空會師,而就在神舟十八号發射後不久央視就釋出了一條中國空間站實際體驗的視訊。

通過視訊我們可以看到大陸的天宮空間站内部相當整潔,設施也相當完備,和即将報廢的國際空間站相比簡直有着天壤之别。

那和國際空間站相比,大陸的天宮空間站有何優勢?未來我們也會和國際空間站一樣開放和其他國家的合作麼?

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太空中唯二的空間站

目前太空中隻有兩個空間站,一個是于1998年開始修建的國際空間站另一個就是我們的天宮站。

從外形上看兩座空間站之間的差距頗大,國際空間站是一座寬109米、長73米、高20米、重達419噸的空間巨無霸,而大陸的天宮号設計品質隻有180噸。

但讓人想不到的是,雖然二者有着兩百多噸的差距其實内部可用空間都差不多。這是怎麼做到的呢?

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首先我們要知道到一件事那就是國際空間站修建于上個世紀,且是由多個國家聯合建造,是以在修建之初每個國家都出于各種原因為自己的倉斷留下了一些“備援”。

再加上國際空間站當時采用的是“積木式”拼裝方法,這就造成了在420噸的規模裡,大量的體積被浪費于對接端,最終隻有約180噸的艙段規模可供航天員工作和生活。

而且在這些艙體中又由于建造的标準分别由多個國家掌握,并不統一,存在一定的技術“代溝”和備援,而這些零零碎碎的空間顯然是不能進行正規研究的,這就使得國際空間站的可使用面積再次縮水最終隻有區區900多立方米。

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其次國際空間站的重量有很大一部分的來源于外挂的太陽能電池闆,當時由于科技的限制每個國家的艙室都需要攜帶大量的太陽能電池闆進行發電,而如何安防這些電池闆就成了新的難題。

最終國際空間站的修建者們決定采用桁架結構,簡單來說就是在主體艙室之外搭建架子用于安裝電池闆,理論上來說隻要你的架子夠長,多少電池闆都能放下。

而又由于電池闆需要散熱是以各國又搭配了相應的裝置,這就導緻國際空間站的品質頗大,比我們足足多了300噸。

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看到這裡可能有人會問了,我們的天宮站不也是使用太陽能闆供能麼,怎麼差距會這麼大呢?

中國空間站和國際空間站的差别

大陸的天宮站和國際空間站之間最大的差別就在于我們不存在标注不統一的問題。

天宮站由一個核心艙和兩個實驗艙組成,即天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙,三艙的組合體品質約為66噸。其中天和核心艙僅有20噸可實作的功能卻能與空間站的數個艙段媲美。

其次技術的進步也導緻了國際空間站和我們的差距頗大,和國際空間站的桁架結構不同,大陸的太陽能闆安放使用的是拼接結構,這種結構便于拆卸,一旦有裝置老化我們隻需要将其拆除掉,後面的就可以立即替代使用。

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其次在太陽能闆方面大陸采用了最新的柔性砷化镓太陽能電池翼技術,這種新型太陽能闆的轉換率已經超過了30%,供電功率則有100w瓦。

與之相比國際空間站的陽能電池闆,能源轉化率僅有15%,供電功率則為90KW。這就意味着相比國際空間站我們隻需更少的空間就能完成同樣的工作。

還有就是在推進方式上大陸采用了4台霍爾推進器,用将惰性氣體電離并高速噴出的方式産生微弱推力,可以近乎無限時間連續工作。

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而與之相比國際空間站使用的還是原始的化學燃料發動機,每年至少需要燃燒7.5噸的化學燃料,耗資高達2億美元。

說完了外部我們再說說二者内部的差别,在前兩天央視的報道中我們可以看到在艙内不僅遍布扶手友善宇航員接力,甚至還有一個小廚房專門用來做飯。

其中不僅有飯桌還有微波爐冰箱堪稱是麻雀雖小五髒俱全。

而宇航員們的睡眠倉就更了不得了,我們為了調節他們的心情專門為他們設計了幾個天窗,這可是真正的宇宙級美景,同時宇航員們也可以從這裡眺望地球的家園。

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可以說我們的從業人員為了讓宇航員們能夠吃好喝好休息好簡直是費盡了腦筋。

可能又有人問了難道國際空間站就沒有這些麼?這個隻能說有,但是有的不多。

由于國際空間站是多個國家的産物,是以他們有一個很大的特點那就是亂,根據之前流出的照片我們可以看到,在國際空間站内部到處都是裸露的電線,很多裝置的擺放位置也相當随意。

根據統計國際空間站中曾丢失過200多件東西,甚至還是以被迫做過大掃除。

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與之相比我們在這方面就做的規範多了,在空間站設計之初我們就建立了一個管理系統,為每個物品都做了特定的編号,甚至就連冰箱裡的瓜果都沒有放過。

每當航天員用了什麼東西我們第一時間就能知道,這樣既能友善了航天員之後尋找物品,也友善了後勤人員進行統計。

被倒逼出來的天宮站

最初國際空間站的服役期被定到2015年,之後因沒有替代品被數次延長,最終定在了2031年,不過根據如今國際空間站的老化情況,它能否堅持到退役仍未可知。

不管如何屆時大陸将會是世界上唯一一個具有空間站的國家。

而我們之是以能夠走到這一步其實很大程度上是被國際空間站倒逼出來的。

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自1993年國際空間站項目立項,中國就希望加入國際空間站。但是當時美國以我們航天水準低和擁有軍方背景為借口将我們拒之門外,提出了中國可以出資,但是不能共享空間站技術的荒唐要求。

如今多年過去該輪到他們求我們了,2020年有自17個國家、23個實體的9個項目成功入選中國空間站第一批科學實驗項目。

這是中國航天首次邀請各國進行大規模國際合作,而令人驚訝的是其中居然沒有美國的身影。

後來曾有記者問我們有沒有排斥來自美國的項目,中國載人航天工程總設計師周建平直言:“我們沒有排斥任何國家,也沒有限定任何範圍,隻是從科學價值和技術考量來講,美國的項目沒達到要求的标準。”

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聽聽這話是多麼的解氣!曾幾何時我們想要加入國際空間站都是奢望,可如今我們已經有資格挑選哪些國家進入我們自己的空間站了。

可能有人會問了為什麼美國不選擇自己修建空間站呢?

其實美國也曾嘗試過,早年間美國就曾使用航天飛機向他們達到的天空實驗室運輸人員和物資可惜運費實在是太高,一次就需要花費15億美元。

而且伴随着之後挑戰者号一系列航天飛機的失事美國又不得不改用火箭發射,但是火箭的運載量太小,美國想要建造屬于自己的空間站目前看來是還是遙遙無期。

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同時雖然國際空間站有多個國家參與,但俄羅斯倉段才是其中的核心,美國隻是負責運送其餘國家的倉段,如果美國想要自己建造空間站也需要攻克例如動力系統、燃料對接等一系列難題。

要知道我們從無到有走了幾十年才有如今的成果,美國就算有些基礎,恐怕也需要至少8-10年才能完成。

到時候大陸的第二座說不定已經在研究的路上了。

再加上俄羅斯宣布2025年将推出空間站的維護,到時這一部分任務将會交給美國完成,屆時為了維護國際空間站的運作,美國還需要花費一部分的時間和資金用以建設空間站的功力系統。是以美國對于獨立建造空間站這事可以說是有心無力。

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如今我們的空間站三個艙的加壓空間是900立方米,人員活動空間330立方米,單獨一個艙可供航天員工作活動的空間達到了110立方米,長度超過了五層樓。

這對于“寸土寸金”的空間站來說絕對算得上豪宅了,要知道如今的國際空間站雖然面積不比我們小,但是由于規格沒有統一是以内部環境和我們比要大打折扣。

而這還不是天宮站的終點,在未來我們還将開展二期工程,建造一個重180噸、六個艙段的組合體。屆時天宮站就會像拼積木一樣不斷擴充。

一簡一亂,天宮空間站與國際空間站相差239噸,誰更勝一籌?

未來可能有越來越多的航天器“與中國空間站共軌飛行,接受在軌服務”。而中國空間站将逐漸發揮作為“太空母港”的重要作用。

也許在未來大陸的航天事業還有很長一段路需要走,但就當下來看,我們的航天任務能有條不紊地往前推進着,這就是一個好的兆頭。

在不久的将來,祖國還能在更多領域取得更多成就,屆時合作共赢的項目也将變得更多。

一簡一亂,天宮空間站與國際空間站相差239噸,誰更勝一籌?
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參考資料:

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