天和核心艙

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天和
核心艙
天和核心艙模擬圖,機械臂處於核心艙後方的日常停泊位置。
太空站統計
國際衛星標識符:2021-035A
衛星目錄序號48274
屬於:天宮太空站
發射時間:2021年4月29日
11時23分15.613秒(UTC+8
發射載具:長征五號B運載火箭(遙二)
質量:22.5公噸(22.1長噸;24.8短噸)
長度:16.6米(54呎)
直徑:4.2米(14呎)
體積:
  • 加壓空間[1]:100m3
  • 生活空間:50m3
 
天和核心艙發射任務
天和核心艙發射升空
天和核心艙發射任務標識
任務類型天宮太空站組件發射
營運方中華人民共和國 中國載人太空飛行工程辦公室
太空船屬性
太空船天和核心艙
太空船類型太空站艙段
製造方中國航天科技集團
發射質量22.5噸
任務開始
發射日期2021年4月29日
11時23分15.613秒
載具長征五號B運載火箭(遙二)
發射場文昌太空發射場
軌道參數
參考系地心軌道
軌域低地球軌道
 

天和核心艙中國天宮太空站核心艙,也是該太空站首個被發射入軌的艙段。

天和核心艙於北京時間2021年4月29日中午11時23分15.613秒發射升空[2]。天和核心艙的發射標誌着中國太空站在軌組裝建造全面展開,天和核心艙將在2022年期間與問天實驗艙以及夢天實驗艙對接,組建成總重約60噸的天宮太空站的基本構型。

命名

2011年4月,為滿足技術管理和對外宣傳的需要,中國載人太空飛行工程辦公室開展了中國太空站征名活動,對社會公開徵集太空站及其各個組成艙段的名稱。[3]

2011年8月,載人太空飛行工程辦公室公佈了初選結果,其中核心艙的前30個提名名稱為:翱翔 奮鬥 耕耘 功勳 華夏 華心 輝煌 開拓者 凌霄 龍芯 旗艦 瑞龍 盛世 使命 首望 司空 太和 天樞 天廳 天行者 天域 團結 未來 問天 霞飛 祥龍 炎黃 玉清宮 珠峰 卓越[4]

根據神舟飛船總設計師、評委會成員之一的戚發軔透露,評審組從30個候選名稱中進一步篩選出了十個名字:天樞、問天、翱翔、使命、華夏、團結、首望、太和、華心、開拓者。戚發軔本人傾向於「天樞」和「太和」,但後來工程一線科技人員中有人提出將這二者合二為一,稱之為「天和」,既有「天地人和」之意,喻指中國太空站與宇宙和諧相處,並可較好地體現核心艙聚攏、團結其它各艙段的含義。

2013年10月底,中國載人太空飛行辦公室正式公佈了命名結果,核心艙被最終命名為「天和」。[3]

製造與發射

2018年11月,天和核心艙完整模型在珠海中國國際航空太空博覽會上展出[5]

2021年1月,太空站天和核心艙、天舟二號貨運飛船、空間應用系統核心艙任務產品分別順利通過載人太空飛行工程主管部門組織的出廠評審[6]

2月22日,執行中天和核心艙發射任務的長征五號B遙二運載火箭運抵文昌太空發射場,與與先期已運抵的天和核心艙一起按計劃開展發射場區總裝和測試工作[7]

4月23日,天和核心艙與長征五號B遙二運載火箭的組合體被順利轉運至發射區[8]

2021年4月29日11時23分,搭載太空站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭在文昌太空發射場點火升空。11時31分,天和核心艙與火箭成功分離,進入預定軌道。12時36分,太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常,發射任務取得成功[2]。隨後,中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平代表黨中央、國務院和中央軍委致電祝賀任務成功[9][10]

5月18日,天和核心艙完成在軌測試驗證,並進入交會對接軌道[11]

5月29日20時55分,天舟二號貨運飛船成功發射並與天和核心艙完成自主快速交會對接。[12][13]

2021年6月17日9時22分,長征二號F遙十二運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射神舟十二號載人飛船,後者於約6.5小時後與天和核心艙完成自主快速交會對接[14][15]。航天員聶海勝劉伯明湯洪波先後進入天和核心艙,中國人首次進入自己的太空站[16]

6月23日上午,中共中央總書記習近平與天和核心艙上的航天員進行天地通話[17]

功能與配置

天和核心艙結構概念圖

天和核心艙全長16.6米,重約22.5噸,體積比國際太空站的任何一個艙位都大[18]。核心艙由節點艙、小柱段、大柱段、後端通道及資源艙組成,大柱段直徑4.2米,小柱段約2.8米。

核心艙是太空站的管理和控制中心,負責太空站組合體的統一管理和控制,為太空站提供指導、導航和方向控制,還為太空站提供動力、推進和生命支持系統[19][20]

生活方面,核心艙密封艙內部具有3倍於天宮二號空間實驗室的航天員活動空間,配備3個獨立的臥室和1個衛生間,保證航天員日常生活起居。就餐區域配備食品加熱、冷藏、飲水設備和可收放餐桌,方便航天員就餐。[2]

電力由兩個可操控的柔性太陽能發電陣列提供,它們利用光伏電池將陽光轉化為電能,可產生共18千瓦的電量。當太空站進入地球的陰影部分時,它們就會被儲存起來為太空站提供能量。

補給船將為艙體的推進引擎補充燃料以備太空站使用,以抵消大氣阻力的影響。核心艙亦配備了4台HET-80霍爾效應推進器,每台推進器的推力為80毫牛;將同時啟動其中兩台推進器,以進行軌道保位[21][22]。2021年9月23日到24日,天和核心艙的霍爾電推進子系統的四台推力器完成首次在軌點火測試,電壓、電流、流程各遙測參數均正常,這是電推進系統首次工程應用於載人太空飛行器[23]

天和核心艙配置的機械臂是目前中國同類航天產品中複雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械系統。其展開長度為10.2米,最多能承載25噸的重量。其肩部設置了3個關節、肘部設置了1個關節、腕部設置了3個關節,每個關節對應1個自由度,具有七自由度的活動能力[24]。機械臂可承擔的任務包括支持航天員出艙活動、艙段轉位、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查和艙外大型設備維護。機械臂還具備「爬行」功能,通過末端執行器與目標適配器對接與分離,同時配合各關節的聯合運動,從而實現在艙體上的爬行轉移[24]

圖集

視頻資料

參見

參考文獻

  1. huaxia. China launches space station core module Tianhe. Xinhua. 2021-04-29 [2021-09-21] (英語). 
  2. 2.0 2.1 2.2 空间站天和核心舱飞行任务新闻发布会召开. 中國載人太空飛行官方網站. 2021-04-29 [2021-07-13]. 
  3. 3.0 3.1 集大众智慧于探索 融中华文化于飞天——中国载人航天工程标识及空间站名称诞生始末. 2013-11-05 [2021-05-02]. 
  4. 中国载人航天工程标识及空间站名称标识初选结果揭晓. 中國載人太空飛行工程官方網站. 2011-08-05 [2021-07-18]. 
  5. 倪偉. 中国空间站核心舱珠海航展首次亮相. 新華網. 新京報. 2018-11-06 [2021-07-18]. 
  6. 空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船、空间应用系统核心舱任务产品通过出厂评审. 中國載人太空飛行工程官方網站. 2021-01-14 [2021-07-17]. 
  7. 长征五号B遥二运载火箭安全运抵文昌航天发射场. 中國載人太空飛行工程官方網站. 2021-02-22 [2021-07-17]. 
  8. 空间站天和核心舱器箭组合体转运至发射区. 中國載人太空飛行工程官方網站. 2021-04-23 [2021-07-17]. 
  9. 习近平代表党中央、国务院和中央军委祝贺中国空间站天和核心舱发射任务成功的贺电-中新网. 中國新聞網. [2021-04-29]. 
  10. 习近平致电祝贺空间站天和核心舱发射成功-中新网. 中國新聞網. [2021-04-29]. 
  11. 等待天舟!中国空间站天和核心舱完成在轨测试验证. 新華網. [2021-06-19]. 
  12. 天舟二号货运飞船发射任务取得圆满成功. 中國載人太空飛行. 2021-05-29 [2021-07-13]. 
  13. 天舟二号货运飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接. 中國載人太空飛行. 2021-05-29 [2021-07-13]. 
  14. 神舟十二号载人飞船发射圆满成功. 中國載人太空飛行. 2021-06-17 [2021-06-17]. 
  15. 神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接. 中國載人太空飛行. 2021-06-17 [2021-07-13]. 
  16. 神舟十二号3名航天员顺利进驻天和核心舱. 中國載人太空飛行. 2021-06-17 [2021-07-13]. 
  17. 习近平同神舟十二号航天员天地通话. 新華網. [2021-06-23]. 習近平總書記開始同正在天和核心艙執行任務的航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波天地通話。 
  18. “天和”核心舱成功发射,中国为什么要建自己的空间站?. 新華網. 2021-04-29 [2021-07-18]. 
  19. Wayback Machine. web.archive.org. 2016-09-14. 
  20. 周建平:走进新时代的中国载人航天工程. 中國載人太空飛行工程網. 2018-04-24 [2021-07-04]. 
  21. David, Leonard. China Details Ambitious Space Station Goals. Space.com. 8 March 2011 [2021-04-29] (英語). 
  22. 拥有史上最复杂推进系统,天和核心舱的“三个首次”. [2021-04-30]. 
  23. 航天六院801所十年磨一剑 空间站电推进系统成功首秀. 中國航天科技集團六院. 2021-09-26 [2021-09-26]. 
  24. 24.0 24.1 張泉; 胡喆. 核心舱机械臂 天地通信“天路”——多项技术突破为出舱活动保驾护航. 中國載人太空飛行工程官方網站. 2021-07-04 [2021-07-18].