400公裏
一個(ge) 成年人一刻不停地走需要111小時,開車時速80公裏需要開5小時,看似也不是很遠,但是將這個(ge) 距離垂直向上,你將進入一個(ge) 截然不同的世界。
這是中國天宮空間站在軌繞地運行的高度,這裏空氣稀薄,寂靜無聲,大氣壓不到地麵上的千萬(wan) 甚至千億(yi) 分之一,向陽麵與(yu) 背陰麵的溫差可達300攝氏度,同時還充斥著大量高能粒子,遊蕩著大量高速運動的流星體(ti) ,甚至有比芝麻粒還小的太空碎片,以幾十倍音速在太空中飛行,一旦被擊中就是貫穿性傷(shang) 害。
就是在這樣的惡劣環境中,2021年4月29日,中國成功發射了空間站首個(ge) 模塊——天和核心艙,而未來這座空間站的總重將達到約180噸,相當於(yu) 150輛小汽車,在高度約400公裏的軌道上繞地球飛行。
至此,這個(ge) 中華民族奮鬥了30年,布局了50年,想象了數千年的夢想,在今天終於(yu) 實現了!
我們(men) 為(wei) 什麽(me) 要建這座空間站?
這真的是一件值得去做的事情嗎?
是差距,也是夢想……
因為(wei) 未來就在那裏,正如航天之父齊奧爾科夫斯基曾說,“地球是人類的搖籃,但人類不可能永遠停留在搖籃裏”。
1969年,美國率先實現了載人登月,在登月比賽中失敗的蘇聯試圖通過空間站展示自己的航天科技。1971年,蘇聯發射了人類曆史上第一個(ge) 空間站——禮炮一號。聯盟十一號的宇航員在當中生活了23天,創造了多個(ge) 第一。彼時,中國的航天事業(ye) 剛剛起步,1970年4月23日,中國東(dong) 方紅一號衛星才剛剛進入太空。
麵對如此差距,擺在中國科學家麵前的隻有一條路,就是追趕!
為(wei) 此,我國在1992年就製定了宏偉(wei) 的載人航天“三步走”的發展戰略,先研製和發射了載人飛船。現在,我國已完成了前兩(liang) 步的任務,成功研製和發射了7艘“神舟”載人飛船、2座“天宮”空間實驗室和2艘“天舟”貨運飛船,掌握了太空行走、交會(hui) 對接、在軌加注和航天員中期駐留等關(guan) 鍵技術,把12名航天員送上了太空。這些都為(wei) 現在開始完成的第三步任務——建造空間站奠定了堅實的基礎。
中國研製和發射的第一座空間站“天宮”,沒有走美蘇先建造單艙式,再建造多艙式空間站的老路,而是直接建造采用積木式構型的多艙式空間站。
為(wei) 了能讓這座“天空之城”在太空中運行的更安全、更長久,就需要給航天器穿一件特製的外衣,提供全方位外部保護屏障。
中國航天工程師塗層研製團隊確定了熱控塗層低吸收與(yu) 低發射兩(liang) 項關(guan) 鍵技術指標,再以這兩(liang) 項技術指標為(wei) 出發點,開展塗層的設計、仿真、製備、檢測及工程實施等一係列研發工作,去解決(jue) 航天器在太空中麵臨(lin) 的各種複雜的環境問題。
神舟、天宮保護罩——“低吸收-低發射熱控塗層”
一種噴塗在航天器外表麵的熱控製材料。在高真空環境下,隻有通過像熱控塗層這種以熱輻射形式進行溫度變化的方法,才能達到設計人員預期的艙外表麵溫度。
可以通過自身對太陽輻照的低吸收強反射能力,減少飛船受太陽長時間輻照的內(nei) 部溫度升溫現象,再通過自身的極低的紅外發射特性,在飛船處於(yu) 背陽麵時期減少輻射漏熱,減緩艙內(nei) 降溫速率,起到保溫效果。
具備抵抗空間中時時刻刻的高能紫外輻照、原子氧轟擊以及多種高能粒子與(yu) 電離輻射攻擊的功能,提供全天時無間斷全效防護。
在反複的試驗過程中,通過一次次的總結與(yu) 改進,曆時兩(liang) 年,從(cong) 新型低吸收低發射熱控塗層初期的研製,到中國空間站、神舟十二號載人飛船塗裝,再到後續所有載人飛船陸續換裝應用,突破了多項塗層研製的關(guan) 鍵技術,成功實現了符合預期設計要求的全新塗層材料。
但是它真的值得一建嗎?
好的實驗環境、關(guan) 鍵技術的驗證、豐(feng) 厚的回報等,任何一條都可以成為(wei) 建造空間站的理由,但這並非必需的。早在三十年多年前,NASA戈達德空間研究所主任羅伯特.賈斯特羅博士便表示:人離開地球,是地球上3億(yi) 5000萬(wan) 年以前魚類離開海水以來,生命進化過程中最重要的一次飛躍。
而發射空間站,就是人類這個(ge) 宇宙間的浮遊的奮力一躍,周遭是更為(wei) 廣闊的天地。對於(yu) 中國人來說,我們(men) 曾懊悔近代閉關(guan) 鎖國錯失了科技的發展,錯失了天空,錯失了海洋,那麽(me) 我們(men) 便不能讓後人指責我們(men) 錯失了太空。
2028年,國際空間站將會(hui) 停運,中國天宮將成為(wei) 太空唯一運行的空間站。
屆時,人類的載人航天史也將正式進入天宮時代。
盡管,目前中國天宮的最大重量還不到國際空間站的一半,但擁有更高的空間利用效率和供電效率,更創新性的與(yu) 一座搭載空間望遠鏡的巡天號光學艙共軌飛行,這座口徑達2米的望遠鏡不僅(jin) 擁有媲美哈勃望遠鏡的分辨率,更有超過其300倍的視野範圍,既能巡天又能查地。
更重要的是這座空間站,將麵向聯合國所有會(hui) 員國開放合作,通過增加一個(ge) 核心艙,2個(ge) 實驗艙,最終擴展為(wei) 一個(ge) 龐大的“幹”字形結構,最終成為(wei) 全人類探索未知宇宙的最後一座長期駐留的航天器。
星際探索的水平始終代表著一個(ge) 國家最尖端的科技和生產(chan) 力,正如美國在阿波羅計劃實施的11年間,用大約250億(yi) 美元的投入帶動了醫藥、能源、通信、材料、計算機、消費品等各個(ge) 領域中高達幾千億(yi) 美元的民用市場。其中,核電池以及高端航空航天塗料一直是美國及西方國家遏製中國發展的“卡脖子”技術。
為(wei) 此,在其它生產(chan) 製造領域,我們(men) 曾向這些技術專(zhuan) 利的發明方付出了高昂的專(zhuan) 利費用。據2016年的數據,中國平均每向航天領域投入1元錢,就能在廣大的市場中獲得相當於(yu) 7元的產(chan) 出,這就是中國天宮空間站的意義(yi) !
今天,我們(men) 終於(yu) 擁有了自己的航天員、載人飛船、運載火箭,自己的飛船應用和測控技術,也建成了自己的發射場和著陸場,七大係統整裝待發,而在他們(men) 背後奮鬥了一生的科學家、工程師、航天員們(men) 大多已是白發蒼蒼。
也正是一代又一代人的前赴後繼,才終於(yu) 讓我們(men) 在這條漫長的而艱辛的道路上和那個(ge) 曾經看起來遙不可及的夢想更加接近。
因此,不論對於(yu) 某個(ge) 國家還是對於(yu) 整個(ge) 人類來說,為(wei) 什麽(me) 需要空間站?因為(wei) 未來就在那裏!
文章來源:寶塔山漆
責任編輯:李謹之
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