未来:空间站远景规划

“天宫一号”在轨的两年中,将与神八、神九、神十进行交会对接试验,这将为中国2020年左右建立空间站奠定关键的技术基础.

据悉,比长征2F火箭更大的火箭已在研制中,与之配套,可供发射大吨位空间站的发射场――海南文昌发射基地也计划在2013年建成.

天宫二号将在2013年升空

天宫二号将在天宫一号退役后发射升空,天宫一号是空间实验室的特例,主要为了完成交会对接任务,航天员也不会进行出舱作业.而天宫二号则完全是小型空间实验室,科学家、航天员们将在里面展开各种工作和试验.

天宫二号研制工作正在顺利进行,将解决一定规模、短期有人照料的空间应用问题.将来随着空间实验室体积的增大、可靠性的提高,逐步发展成为空间站的核心舱或者实验舱,增加太空实验的项目和种类,为建成空间站奠定基础.

天宫二号预计仍将搭载长征2号F火箭升空,所以它的构造与天宫一号基本一致.

天宫三号或有两个对接装置

真正具有突破意义的将是天宫三号,“天宫三号”体积重量比“天宫二号”更大更重,直径5米,比直径3.5米的天宫一号大两圈,估计在13吨左右,必须使用新型火箭发射.它所要完成的任务是完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等,还将开展部分空间科学和航天医学试验.

相比实验性质的天宫一号,将分别在2013年和2015年发射的天宫二号和正在征名的天宫三号空间实验室,才是真正的空间实验室.

货运飞船对接 天宫三号空间实验室很可能具备两个对接装置,它在轨飞行期间总计与两艘载人神舟飞船和一艘货运飞船对接.货运飞船将输送补给,并为天宫三号提升轨道,它以天宫一号为平台改进而来,总质量13吨,上行运货能力不大于5.5吨,货运能力两倍于俄罗斯现有的进步号货运飞船,但略小于日本的HTV和欧洲的ATV飞船.

货运飞船将使用新型长征2F/H火箭发射 由于中国货运飞船的质量大于现有发射神舟飞船的长征二号F火箭的运载能力,将使用新的长征二号F/H运载火箭发射.据介绍,长征二号F/H运载火箭使用YF-100液氧煤油发动机代替了原有的肼类发动机,发动机比冲更高,火箭起飞推力也更大,因此具有更大的运载能力,近地轨道运载能力分别为货运13吨和客运12.5吨.

2020年左右建成空间站

“天宫二号”将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验.“天宫三号”将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等,还将开展部分空间科学和航天医学试验.

据悉,我国将于2020年左右建成中国空间站系统,之所以要这么长时间,是因为空间站系统需要大的运载火箭.空间站由很多舱段合成,每一个舱段至少在20吨,而我国的长征二号运载能力是七八吨,没有办法把20吨的重量发射出去.

目前,我国的火箭最大运载能力只有10吨,不仅无法将体积更大、重量更重的空间实验室发射升空,也满足不了空间实验室在运行期间所需大量物资的运输要求.在后续的发射中,将采用新一代大推力长征5号火箭.长征5号火箭的运载能力可达25吨,基本与国际上的顶级水平相当,可以满足在低轨道发射空间实验室的需要.

人类目前载人航天活动的终极目的,是将实验室搬上太空,利用太空微重力高真空的独特环境,开展地面无法进行的生命科学、材料科学等实验,从而为人类造福. 太空生命科学试验不仅可以进行植物育种、发明新的药物,而且在半导体、特种材料、天文学、对地观测等方面的好处更是不一而足.

在中国载人航天“三步走”计划中,我国最终要建设的是一个基本型空间站,它的规模不会超过国际空间站.基本型空间站大致包括一个核心舱、一架货运飞船、一架载人飞船和两个用于实验等功能的其它舱,总重量在100吨以下.其中的核心舱需长期有人驻守,能与各种实验舱、载人飞船和货运飞船对接.具备了20吨以上运载能力的火箭,才有资格发射核心舱.

为此,我国在海南文昌新建继酒泉、太原、西昌之后的第四个航天发射场,主要承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测卫星等航天器的发射任务.而计划在2020年之前初步完成的空间站,预计届时将在中国新建的海南航天发射场发射.