天宫一号
对接目标
神舟八号为改进型载人飞船,沿用返回舱、推进舱和轨道舱三舱结构,全长9米,舱段最大直径2.8米,起飞质量8082千克,具备自动和手动交会对接与分离功能。
发射火箭为长征二号F遥八火箭,是在原长征二号F火箭基础上,对助推器、控制系统、故障检测处理系统等进行了改进,提高了可靠性和入轨精度;火箭全长约58米,起飞质量约497000千克,运载能力不小于8130千克
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神舟九号与神舟八号技术状态基本一致,为进一步提高安全性与可靠性,进行了部分技术状态更改。飞船全长9米,舱段最大直径2.8米,起飞质量不大于8130千克。
发射火箭为长征二号F遥九火箭,全长约58米,起飞质量约496820千克,运载能力不小于8130千克
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神舟十号飞船主要由推进舱、返回舱和轨道舱组成,与神舟九号飞船技术状态基本一致,飞船全长9米,舱段最大直径2.8米;飞行速度约每秒7.9千米,每小时飞行2.8万千米 。
发射火箭为长征二号F遥十火箭,全长约58米,起飞质量约496820千克
天宫一号主要搭载物品有:
1、航天食品,包括蔬菜、肉类、水果和复水汤等,其中,大部分为实验品,不可食用。
2、实验舱搭载体育锻炼设施和娱乐设施,以及提前收录有影音节目的笔记本电脑。
3、一枚中国结、四种濒临灭绝的植物种子和300面国际宇航联合会会旗
空间对接概念图
空间交会对接主要有三个方面的作用:
1、用于大型空间设施的建造、运行和维修。
2、用于为长期在轨运行的空间设施提供物资补给、人员运输和空间救援。
3、是用于登月和深空探索等航天任务
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首次交会对接任务具有四个方面的难点:
1、技术要求高。发射神舟飞船的运载火箭入轨精度指标比工程前期有大幅提高;载人飞行器在轨寿命要求大幅提高。
2、新技术采用多。首次使用了运载火箭高精度迭代制导技术,组合体控制和管理技术等。
3、验证难度大。由于受地面环境和试验条件限制,部分新研设备在空间环境下的功能性能指标无法得到全面真实的验证,尚需通过飞行试验考核。
4、组织实施复杂。由于任务持续时间长,发射次数多,整体性、时效性和关联性强,交会对接过程关键事件多、决策点多,对任务组织指挥、各系统协同工作提出了前所未有的挑战
天宫一号
技术创新
作为一种全新的载人航天器,天宫一号实验舱采用整体壁板结构,不同于以往的蒙皮加筋结构,能够保证壁板的加工、成型、焊接等精度,进而保证舱体结构精度及各设备安装接口的位置精度,是产品研制过程中的难点之一。
天宫一号采取了振动时效技术,实现产品的在线去除应力,使壁板零件在加工中的变形得到有效控制。
由于壁板被铣成了网格状,大量的材料都要被切除,材料的利用率不到10%,而且厚度不均匀,采用传统的成型技术很容易造成壁板开裂。
为此,在这方面,天宫一号采用了新的成形工艺方法,解决零件厚度突变无法成形的工艺难题。
天宫一号的实验舱主结构为整体壁板焊接结构,为了解决现有焊接方法存在焊接缺陷多、合格率低、变形大、精度低等问题,首次在航天正样产品上应用了变极性等离子弧焊接工艺(VPPA)。
该技术专门为铝合金焊接而开发,具有焊接质量好、焊缝窄、变形小等优点,被称为“零缺陷焊接”
天宫一号
太空保障
为了保障天宫一号飞行及交会对接的成功实施,飞行器采用13个分系统组成,分别为:
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组成13分系统
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结构与机构分系统
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制导导航与控制分系统
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热控制分系统
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推进分系统
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环境控制与生命保障分系统
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电源分系统
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总体电路分系统
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测控与通信分系统
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数据管理分系统
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仪表与照明分系统
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乘员分系统
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对接机构分系统
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空间技术试验分系统
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参考资料:
天宫一号
科研成果
1、天宫一号开展了地球环境监测、空间环境探测、复合胶体晶体生长等3方面的科学实验,并获得大量珍贵实验数据和一系列空间实验成果。
2、安装在天宫1号上的高光谱成像仪运行顺利,成功拍摄大量高光谱图像数据,分别提供给中国国土资源部、国家海洋局及中科院遥感所等单位。
3、天宫一号承载的高能粒子辐射探测器和轨道大气综合探测器,可实时监测轨道大气密度、成分、质量及其时空分布变化,为空间环境预报及其变化机理研究、目标飞行器和航天员安全保障提供准实时监测数据。
4、天宫一号空间应用系统开展了太阳与地磁活动指数的中期预测等研究,其成果已成功应用于中国首次载人交会对接任务的空间环境预报。
5、在天宫一号上进行的复合胶体晶体生长与相变实,是中国首次采用可见光衍射方法实现胶体晶体结构解析,其中大部分技术可直接应用于空间材料、生命、流体等科学实验,并为空间站寿命等项目进行了关键技术验证
天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段;同时也是中国空间站的起点,标志着中国已经拥有建立初步空间站,即短期无人照料的空间站的能力
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(《科技视界》 评)
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