(Kennedy Space Center,缩写为KSC)位于美国东部佛罗里达州东海岸的梅里特岛,成立于1962年7月,是美国国家航空航天局(NASA)进行载人与不载人航天器测试、准备和实施发射的最重要场所,其名称是为了纪念已故美国总统约翰·肯尼迪(John F Kennedy)。整个场地长55千米,宽10千米,面积567平方公里,约17万人在那里工作。场地上还有一个参观者中心,参观者也可以随导游参观。肯尼迪航天中心是佛罗里达州的一个重要的旅游点。同时由于肯尼迪航天中心大部分地区不开放,它也是一个美国国家野生动物保护区。
目前发射指挥部在39号发射中心,这里也是飞行器组装建筑物的所在地。在它的西部6千米处有两个发射场,向南8千米处是肯尼迪航天中心的工业地区,那里有许多中心的支援设施和管理总部。
肯尼迪航天中心由四个部分组成,工业区、39号发射中心和它的两个发射场LC-39A和LC-39B、飞行器组装建筑物和参观者中心。
除支援设施和管理总部外在工业区内还有国际空间站的太空站制造设备。工作区由装配车间、控制中心、气象中心、新闻工作区组成。控制中心是发射的神经枢纽,气象中心负责提供实时的卫星气象云图、风速等数据,供控制中心参考。装配车间则负责装配火箭或航天飞机,装配完成后,由履带车拖到发射架上。发射架位于距离工作区3公里之外的大西洋畔,两座发射塔分别标号“A”和“B”。
美联社、路透社、CNN等一些世界主要媒体在航天中心设有专职记者,并拥有自己的工作楼。工作楼的一层供文字记者使用,二楼平台则供摄影记者拍摄使用。此外,每逢重大新闻事件,很多电视媒体和文字媒体会租用卫星工作车,进行现场报道。 卡纳维拉尔角作为美国的太空基地已有50多年历史。1949年,时任美国总统的杜鲁门决定将卡纳维拉尔角作为美国导弹发射基地。此后的十多年中,这里一直由美国国防部下属的部门使用,1962年美国宇航局进驻,卡纳维拉尔角才成为军民两用航天发射基地。卡纳维拉尔角之所以被选作发射场地,是因为这里的纬度较低,向东发射火箭,可利用地球自转的附加速度,帮助卫星入轨。
自1950年这里首次发射火箭以来,卡纳维拉尔角先后发射了“宇宙神”火箭、“大力神”火箭等。1981年,航天飞机首次从卡纳维拉尔角发射升空。 39号发射中心一开始是为阿波罗计划建立的。其东部是工场和控制中心。其北边是维护降落的航天飞机的宇宙飞船处理厂。中心的大建筑是飞行器组装建筑物,其中有组装四种不同火箭(包括土星5号运载火箭)和航天飞机的外部燃料箱和固态火箭推进器的装置。组装建筑物的南边是低的工场建筑。这里有组装航天飞机火箭的设施。整个组装建筑物高160米,面积为218x158米。
建筑物内的1号和3号组装台位于建筑物的东边,2号和4号位于西边。由于实际上进行的发射次数比计划的要少,2号组装台只被使用过一次,而4号组装台从未被使用过。今天建筑物西部的一边被用作仓库。建筑物的大门有139米高,由七个门板组成,每个门板可以单个地向上提起。
1976年庆祝美国建国200周年时建筑物的南墙被画上了一面64x335米大的美国国旗。旗上的每个条与一辆公共汽车一样宽。由于建筑物内没有空调装置,过去外面阴雨时建筑物内的顶部会形成雨云,后来建筑物内加入了抽干器后这个问题才被解决。
从组装建筑物有两条通向发射场A(在南边)和发射场B(在北边)的6千米长的路。这两条路是给运输组装好的火箭或航天飞机的爬行者运输车用的。肯尼迪航天中心共有两辆爬行者运输车,每辆重2721吨,载物面积为40x35米。它们是世界上第二大的可转向的车。它们的速度为16千米/小时,因此从组装建筑物到发射场它们需要5小时的时间。对当时的技术来说将110米高的土星5号火箭站立着送到发射场,而且还克服了5%的坡度爬到发射场上,是非常了不起的技术成就。
LC-39A和LC-39B被交替使用,它们就在距离大西洋岸几米的地方。它们互相之间的距离为27千米。今天的航天飞机比当时的土星5号火箭低得多,因此它们被裁短了。今天它们的高度为813米(避雷针没有算入)。
为了防止整个设施和正在起飞的航天器被发射时所造成的声波摧毁,在起飞后几秒钟内向发射场的下部喷射一百多万立升水。虽然如此在土星5号发射时越20千米以外的泰特斯维尔还常常有窗户被震破。
发射场东北和西北角上是圆柱体的氢和氧燃料仓,每个仓可以容纳330万立升冷凝液态的燃料。为了防止爆炸的危险航天飞机的外部燃料箱在起飞前不久才被填满。
航天飞机着陆设施位于组装建筑物西北约32千米处,它主要由一条4572米长和91米宽的跑道组成。通过一条柏油路它与宇宙飞船处理厂相连。假如航天飞机不在肯尼迪航天中心降落的话它会被一架波音747背付运送到肯尼迪航天中心,然后直接在跑道上从飞机背上卸下来。
肯尼迪航天中心参观者中心是一个私人企业,它的运行不依靠美国政府资助。它包括数个博物馆、两个IMAX**院和不同的汽车导游来让游客从近处看否则看不到的、不公开的地方。入门票中包括汽车运送到39号发射场的观察点和运送到阿波罗-土星5号中心。这个中心是一个存放着一个重造的土星5号火箭和其它展览品的大博物馆。在这些展览中有一个重建的阿波罗时期的射击训练场,在那里游客可以重新体验阿波罗的起飞,还有一处地方游客可以重新体会阿波罗11号的着陆。 参观者中心还包括两个由宇航员纪念基金会组织的两个设施。其中最显眼的是太空纪念镜(Space Mirror Memorial),这是一块刻有殉职的宇航员的名字的巨大的黑色花岗岩镜。这些名字不停地被从背面照明。假如可能的话使用自然光,否则使用人工光。这些发光的名字似乎悬浮在反射的天空里。附近的荧光屏里记载着这些宇航员的详细的生平和逝世事件。另一个由基金会组织的设施是太空教育中心,其中包括为教师提供材料的资料中心等。
1949年美国总统哈利·S·杜鲁门在卡纳维尔角设立了实验导弹的联合长距离试验场。这个地方对这样的实验非常有利,因为导弹可以飞向大西洋,而且它比美国其它任何地方离赤道都要近,在赤道附近火箭可以利用地球自转的加速度。美国的第一次亚轨道火箭飞行是在卡纳维尔角获得成功的。
1951年美国空军在巴那那河海军空军基地(Banana River Naval Air Station)附近建立了空军导弹测试中心。苏联的卫星1号发射成功后美国的第一颗人造卫星,海军的前卫一号于1957年12月6日发射成功。1958年国家航空航天局成立,卡纳维尔角被改造为一个重要发射场。红石火箭、木星中程导弹、木星-C火箭、潘星导弹、北极星导弹、雷神火箭、大力神火箭、泰坦火箭和民兵导弹都是在这里成功试验的。雷神后来成为今天主要使用的三角翼火箭的基础,三角翼火箭是1962年7月1日运载Telstar卫星时首次启用的。
登月计划被宣布后卡纳维尔角的操作范围增大扩展到了邻近的梅里特岛上。1962年国家航空航天局开始买地,通过购买它获得了340平方公里,又通过与佛罗里达州的谈判获得了226平方公里。1962年7月这里被命名为发射操作中心。1963年11月为纪念刚刚被刺杀的约翰·肯尼迪总统它被改名为约翰·肯尼迪航天中心。环绕的卡纳维尔角也被改名为肯尼迪角,但当地人对这个新名字不满,因此1973年它又被改回去了。
登月计划共分三个阶段:水星计划、双子座计划和阿波罗计划。水星计划的目标是将人送上地球轨道后再将他们接回来。这个计划于1957年10月开始,使用的是大力神火箭,运载的是水星负荷。一开始的试验使用的是红石火箭,它们将宇航员送到亚轨道飞行,其中包括1961年5月5日艾伦·谢泼德和7月21日维吉尔·格里森的15分钟的的飞行。第一位被大力神运载的宇航员是约翰·格伦,他的飞行是在1962年2月20日进行的。
通过水星计划的经验美国设置了装载两人的双子座运载舱,发射火箭是泰坦二号火箭。第一次双子座发射是在1965年3月23日,宇航员是约翰·杨和弗吉尔·格里森。双子座四号是第一次宇航员登出飞行器的试验,宇航员是爱德华·怀特。从肯尼迪航天中心共起飞过12次双子座飞船。 阿波罗计划使用的是三级的土星5号火箭(高111米,直径为10米),制造厂是波音(第一级)、北美航空工业公司(引擎和第二级)和道格拉斯飞机公司(第三级)。北美航空工业公司还制造了指挥和服务舱,登月舱是由格鲁曼飞机工程公司制造的。IBM、麻省理工学院和通用电气公司提供仪表。
肯尼迪航天中心的新发射中心,39号发射中心共耗费了8亿美元。它包括一个能够同时组装4个土星5号火箭的组装建筑物,一个能够运输5440吨的运输设施,一个136米高的服务结构和一个控制中心。整个建设于1962年11月开始,发射场于1965年10月完工,组装建筑物于1965年6月完工,基础建设与1966年底完成。从1967年到1973年从39号发射中心共发射了13颗土星5号火箭。
39号发射中心启用以前在34号发射中心进行了一系列的土星1号和土星1B的试验。1967年1月27日发生的阿波罗-土星204号(阿波罗1号)的大火造成三名宇航员丧身就是在34号发射中心发生的。
土星5号的试验飞行(阿波罗4号)是在1967年10月30日进行的,第一次载人飞行(阿波罗7号)是1968年10月11日进行的。1968年12月24日和25日阿波罗8号绕月球环绕了10圈。阿波罗9号和阿波罗10号测试登月舱。阿波罗11号于1969年7月16日起飞,7月20日在登月。此后所有的阿波罗飞船都是从肯尼迪航天中心起飞的,一直到1972年12月的阿波罗17号。
空军决定对能够提升重负载的泰坦火箭进一步改进,为此他们在肯尼迪航天中心以南建立了卡纳维尔角空军40号发射中心和卡纳维尔角空军41号发射中心来发射空军的泰坦3号和泰坦4号火箭。泰坦3号的负载与土星1B的差不多,但要便宜得多。这两个发射中心被用来发射间谍、通讯、气象卫星和国家航空航天局的行星探测器。本来空军还打算进行自己的载人飞行,但这些计划后来被取消了。
肯尼迪航天中心在阿波罗计划的同时继续研究非载人火箭。1966年5月30日从卡纳维尔角空军36号发射中心一枚大力神-半人马火箭发射了美国第一颗在月球上软着陆的探测器。此后从这里还发射了另外5颗月球探测器。从1974年到1977年大力神-半人马火箭成为国家航空航天局重负载火箭,用它从借给国家航空航天局的41号发射中心发射了海盗计划和旅行者计划的探测器。后来从这里还发射了美国最强大的不载人火箭,土星4号。
1973年土星5号火箭也是将天空实验室送入轨道的运载火箭。为了适应土星1B的发射,39B号发射场被稍微改变。1973年从这里发射了三次载人赴太空实验室的飞行。1975年从这里发射了阿波罗-联盟测试计划。
肯尼迪航天中心也是航天飞机的发射场和降落地。哥伦比亚号航天飞机是1981年4月12日首次发射的。1986年1月28日挑战者号航天飞机在发射过程中爆炸被毁后到1988年9月29日航天飞机的发射一度中断。
2004年9月,肯尼迪航天中心部分结构被弗朗西斯飓风摧毁。飞行器组装建筑物的南边和东边有一千多块12x3米大的瓦片被揭落,使得整个建筑物3700平方米被暴露在外面。航天飞机防热瓦的生产工厂也遭破坏,部分屋顶被揭开,内部受到严重水害。
水星守护的双子座,思维敏捷、才华横溢、更是人见人爱,花见花开的社交宠儿。他的双重性格和花心也最经常被人说道,关于双子座,他的源起、他的善变、他复杂的爱情、他不为人知的家庭观、以及他对待朋友同事的态度,你都有兴趣知晓吗
探索双子座之基本档案
双子座周期始于每年的5月22日,它单纯也善变、欢笑却也冷漠,这就是继金牛座之后的多变人格的双子座。
你是否想深入了解这个无拘无束的星座、你是否好奇这个高智商的星座为什么天生就能担任起亲善大使的角色?关于双子座的种种,现在就让我们拉开帷幕,一起细细品味:双子座之基本档案
探索双子座之基本档案
双子座出生日期:5月22日到6月21日
双子座人特征:
关键词:沟通
象征: 双生子
四象性:风
掌管宫位:第三宫
阴阳性:阳性
最大特征:思想
主管星:水星
颜色 :**
三方官:变动
掌管身体:肩膀、手、肺
双子座代表第三宫代表资讯和交流,客观体现了双子座一生最容易取得成功的领域必然是在新闻传递、语言沟通等方面。作为黄道的第三个星座,他们代表了人类从少年迈向青年的阶段,对人生的自由和自主有巨大的渴望。
由此,我们开始具体的分析双子座的性格特点吧。
多重人格、善变:
双子座的象征就是一对双生子,显而易见,一个身体里住着两个灵魂,是何等辛苦的事情,内心经常被不同的价值观拉扯、冲突,所以双子座经常表现出动荡、不安定感,善变也成为他们的一个重要标志。
旺盛的好奇心:
双子座的人好奇心非常强,对于他们感兴趣的人、事、物都要一探究竟不可。他们天生具备洞察力、理解能力和逻辑分析能力,所以一旦开始投入到新领域中,通常都能在极短时间里摸到窍门,做的风生水起。
害怕孤独又需要保持自我:
双子座的传说中就可以看出,这星座对于情谊和陪伴的渴望。他交游广阔,四海皆朋友,在任何一个环境中都能迅速和大家打成一片;可实际上,他对所有的人又都保持着一定的距离,双子座本身就是一个矛盾体。
双子座注定是轻快的,也是浅薄的,他的爱情是一曲优美的华尔兹,一段舞曲结束他可以挥挥手不带走一片云彩的离开;他的婚姻家庭也极具戏剧色彩;他的同事、朋友更是他一生展现自己的重要同盟军,你想进一步探知双子座的世界吗?你想了解这个风一样的星座的独特魅力吗?
双子座星(卡斯托,中国古代称为北河二):这是一个著名的六合星系统,但其中只有三颗用望远镜能看到。实际上,用望远镜看到的每一颗星本身都是一个双星系统,但其中的伴星与主星相距太近,无法把它分辨出来。双子座alpha星的子星A是+194等星,其中的主星和伴星大小和亮度都接近,双子座alpha星的子星B距A39弧秒,它的两颗子星也很相似,星等为+292等双子座alpha星的子星C与前两星相距725弧秒,这是一对红矮星,星等为+9等。
星云物质围绕在一颗大质量、炽热,显然尚处于形成阶段的年轻星球,泄漏机密的红色辉光,在恒星明亮的中心区两侧告诉我们,那里有大量的氢原子被来自于恒星看不见但强烈的紫外光照耀激发。然而,星云的主要颜色仍是蓝色,这是尘埃颗粒反射星光的特征。影像中也能看到由尘埃与冷却的分子气体组成的黑暗遮蔽云气,并引领我们的视觉感官去看出其它旋绕而具想象空间的形状。红外线观测显示这个星云可能包含了复杂的碳分子。这里所示的彩虹星云大约有6光年大小。
载人航天被认为是当今世界技术最复杂、难度最大的航天工程,技术与国力的双重考验造就了它的高难度。
我国载人航天工程最早可以追溯至上世纪六十年代末至七十年代初的 “714曙光一号工程” ,从技术角度观察,当时东方红一号与实践一号两颗卫星相继发射,初步具备了进入空间能力。
脱胎于“八年四弹”工程的长征二号系列运载火箭也在加速推进,上世纪七十年代中期返回式卫星技术攻克,具备了航天器天地往返能力,研制一款3吨级载员两人类似双子 星座 号的载人飞船并不存在无法逾越的技术难关。
受限于国力,在那个年代并不是推进载人航天工程的最佳时机,虽然最终工程计划取消,但不可否认的是, 上世纪六七十年代的航天能力积累为后续载人航天工程的跨越式发展奠定了坚实基础 。
比如运载火箭发射场、远望号航天测量船队、陆基航天测控网、航天员的选拔与训练、飞船外形设计与风洞试验、关键单机系统研制等工作在那一时期皆取得了重大进展,新世纪发射神舟载人飞船的长征2F载人火箭也源自那一时代的长征二号运载火箭。
当时间进入上世纪九十年代初,国内生产总值对比上马曙光一号飞船的时代翻了两番,具备了重启载人航天工程的物质条件。与此同时,返回式卫星发射数量也已经有两位数,天地往返技术更趋成熟,长征二号E型运载火箭的研制进程虽然跌跌撞撞但最终也收获了成功,掌握了10吨级近地轨道航天器发射能力。
在这样一个背景下举世瞩目的 “921载人航天工程” 于1992年9月21日正式上马,确立了“三步走”发展规划。
历经二十八年发展如今我们已经成功发射6艘神舟载人飞船与1艘天舟货运飞船,天宫一号目标飞行器与天宫二号空间实验室相继成功部署,连续将14人次航天员送入太空并安全返回地球。
攻克了载人天地往返、多人多天、航天员出舱行走、空间交会对接、燃料在轨补加、航天员中期驻留等核心技术,为最终建成大型载人空间站做好了技术储备与能力储备,圆满完成了载人航天工程三步走战略中的前两步。
2019年7月19日21时06分,天宫二号空间实验室受控离轨再入大气层,自那时开始载人航天工程全线转入备战天宫空间站,载人航天工程第三步战略全面拉开帷幕。
当时间进入2021年4月,距离天宫空间站天和一号核心舱发射升空的日子也越来越近,此时此刻人们最关注的自然是天宫空间站的能力问题, 与国际空间站相比我们的空间站究竟处于怎样一个水平?现在是到了该好好对比一下的时刻了。
对比先发玩家,北方强邻的联盟系列飞船已经实施142次载人发射,这还不包括他们的东方号与上升号两代载人飞船发射记录。大洋彼岸包括水星计划、双子 星座 计划、阿波罗计划、天空实验室计划、载人龙飞船在内共实施过30次载人飞船发射,5架航天飞机也累计执行了135次载人飞行任务。
载人航天领域两个手执牛耳的玩家更是合力打造了人类迄今为止规模最大技术难度最高的国际空间站,创造了一系列空前纪录与科研成果。
一切过往,皆为序章。面对人类航天的辉煌 历史 ,天宫空间站正在用实际行动书写属于自己的篇章。
我国载人航天工程从立项伊始就提出“造船为建站,建站为应用”,国际空间站的运营目标同样也是应用,怎么应用?通过部署科学实验设施进行科研产出,进而服务地球人类,科研机柜的数量是衡量一座空间站应用效能的重要指标。
国际空间站在轨质量高达420吨,天宫空间站一期工程则是百吨级。前者的科研机柜数量是31个,后者则是23个。
国际空间站在轨规模是天宫的4倍有余,然而科研机柜数量仅为天宫的13倍,后者用更小规模实现与前者等量齐观的科研能力,由此可见天宫的空间利用率更高。
问题来了,造成这一数据反差的原因是什么?
还得从空间站的设计结构分析,国际空间站被认为是第四代载人空间站,标志就是应用了桁架结构。所谓桁架式空间站指的是舱体依托桁架结构搭建,与之对应的则是舱体与舱体对接的第三代积木式空间站,代表型号是和平号。
国际空间站虽然应用了桁架结构,但其内在仍然是积木式,420吨规模中供航天员工作生活的舱段规模仅有180吨左右,这些舱段是以积木式结构组合在一起。
180吨舱体规模受限于参建方的标准不一,以及舱体研发时代的技术局限性,又导致大量的空间浪费与闲置。
例如,部署于世纪之交的曙光号核心舱、团结号节点舱、星辰号服务舱三个舱体规模就高达50吨。
曙光号虽然名为核心舱但现在发挥的功能仅是储存燃料,集生命保障、轨道控制、制导导航等功能于一体的星辰号服务舱则发挥着核心舱功能。用于连接其他舱段的团结号节点舱与曙光号对接,由于两家对接口尺寸无法兼容因此需要附加一个对接适配器。
与之对比, 天宫空间站一个20吨级的天和一号核心舱就满足了国际空间站上述三大舱段的功能需求 ,该舱段从外形看分为“大柱段”与“小柱段”两部分,以功能分区则分为资源舱、生活控制舱、节点舱三部分。
资源舱配置有推进剂贮箱以及姿轨控动力系统,除此之外还应用了霍尔电推力器用于补偿大气阻力带来的轨道高度损失,这是 人类首次将电推动力用于载人航天器 。
电推动力优势是可以减轻货运补给压力,降低货运飞船发射频次,节约运营成本,还能缩小常规推进剂贮箱尺寸,增大舱内可使用空间。
生活控制舱大柱段部分是空间站总体控制设备安装位置,除此之外还有部分科研设备安装位置。与之对比,国际空间站曙光号+团结号+星辰号50吨级舱段都没能实现平台控制与科研实验两项任务的兼容。
生活控制舱小柱段配置有三个睡眠区、一个锻炼区、两个平台设备区,以及一个未解密区域。与之对比,国际空间站星辰号服务舱也是20吨级舱段却只有两个睡眠区。
小柱段末端则是节点舱,它可以提供1个轴向对接口、1个侧向对接口、2个侧向对接停泊口,加上大柱段后端通道,天和一号核心舱总计有5个对接口,可以同时对接三艘飞船,以及停泊两座大型实验舱段。
国际空间站大多数对接口受限于对接次数限制,需要附加舱段过渡才能与载人飞船对接,而天和一号核心舱节点舱无需任何附加舱段可直接与飞船对接。
除此之外 节点舱还兼具气闸舱功能 ,是航天员实施出舱活动的转换通道,出舱口位于节点舱天顶方向。
小柱段外围还配置有一部承载力达25吨的10米长“七自由度大型空间机械臂”,机械臂首尾两端配置相同,可经由在空间站外壁布置的“电力数据抓取夹具”实现机械臂在舱体表面的爬行移动。国际空间站也有布置于桁架的同类空间机械臂,但其部署成本显然更高。
国际空间站的空间利用率之所以相对较低主要有两个原因,一方面是因为部分舱段设计年代久远功能单一占用了大部分舱段空间,另一方面是空间利用过于靡费。
例如,用于舱段对接的宁静号节点舱规模就有19吨, 国际空间站十几个舱段中真正用于科研实验的舱段也只有3个 ,分别是命运号实验舱、哥伦布实验舱、希望号实验舱,舱段规模均没有超过20吨。
天宫空间站则是物尽其用,有两个20吨级大型实验舱,分别是问天号实验舱Ⅰ与梦天号实验舱Ⅱ,两个实验舱先后与天和一号节点舱轴向对接口对接,尔后由转位机械臂移动至节点舱侧向停泊对接口完成转位组装。
两个大型实验舱相较于天和一号核心舱更是别有洞天,它们是天宫空间站23个科研机柜的主要布放场所,问天号实验舱Ⅰ还配置有供航天员实施出舱作业的专用气闸舱,功能类似国际空间站的寻求号气闸舱。
问天号实验舱Ⅰ部署到位后天和一号节点气闸舱转为备份气闸舱, 问天号舱壁外还配置有一部5米长七自由度机械臂,它可以与核心舱10米长主机械臂对接形成长度达15米的大型机械臂,配合主机械臂舱体爬行功能,可实现空间站外表面全触达。
梦天号实验舱Ⅱ在早期设计方案中还有一部大口径巡天光学望远镜,但考虑到光学设施需要微振动工作环境以及镜头调向需求,结合国力增强因素,在最终空间站设计方案中大口径巡天光学望远镜被设计成了与天宫空间站共轨运行的“巡天光学舱”。
巡天光学舱也是20吨级大型舱段,配置2米口径离轴三反光学望远镜,具有强大的国际竞争力,在保持与哈勃空间望远镜同等量级分辨率条件下视场大300倍,角分辨率015″,工作在紫外-近红外波段,可在宇宙加速膨胀、暗能量本质、暗物质属性、检验宇宙学模型、引力波源对应体、银河系三维结构、天体测量、恒星、黑洞、星系等领域展开观测研究工作。
平时巡天光学舱与天宫空间站共轨运行,需要在轨维修时则与天和一号核心舱节点舱轴向对接口对接,相较于哈勃空间望远镜每一次维修都需要发射航天飞机相比,巡天光学舱维修成本更低。
解放光学设备安装空间的梦天号实验舱Ⅱ一下子多出了一大截空置舱段,怎么办?研发团队别具匠心地将此处设计成了 “可展开式暴露实验平台” ,该平台还配置有货物专用气闸舱,是实验载荷进出空间站的转换通道。
梦天号实验舱Ⅱ综合科研能力可对标国际空间站的希望号实验舱,顺带提一下问天号实验舱Ⅰ舱壁外表面也配置有数量可观的外部实验载荷挂点。
前文提到百吨级天宫空间站科研产出能力与400吨级国际空间站等量齐观,那么我们能不能最终超越呢?天宫空间站的电力供应能力早已为此埋下了伏笔。
还是再回到国际空间站的桁架式设计,大型综合桁架结构的设计初衷就是为了布置大型太阳能电池翼,以规避和平号积木式空间站电池翼相互之间存在的严重遮挡问题,进而提高发供电能力,四部大型太阳能电池翼总发电功率是90千瓦。
天宫空间站的供电配置则是四两拨千斤,问天号与梦天号两个实验舱尾部均有一段小桁架,桁架上各有一部大型太阳能电池翼。
可以说 国际空间站并非严格意义上的桁架式空间站,天宫空间站也并非严格意义上的积木式空间站,适合的才是最好的 ,因此以空间站结构样式为标准评定性能优劣早已是不合时宜的思维逻辑。
天宫两部大型太阳能柔性电池翼应用了“三结砷化镓电池”,光电转换效率达到了30%以上,一部电池翼发电功率即可达40千瓦,是国际空间站太阳能电池翼发电能力的将近两倍,两部电池翼加上核心舱电池翼发电功率可达100千瓦以上。
除此之外,国际空间站4部太阳能电池翼在进行电力传输时还需要专门的散热板进行温控,而天宫却不需要,进一步证明 我们在发供电领域实现了对400吨级国际空间站的反超 。
如此澎湃的电力只用于百吨级空间站显然是大材小用,笔者前文在描述天宫空间站核心舱时刻意使用了“天和一号”的型号名称,因为我们还有“天和二号扩展核心舱”,此前载人航天工程总师周建平也明确承认目前的百吨级规模只是天宫的“初期规模”。
具体扩展方案是,天和二号扩展核心舱大柱段后端通道直接对接天和一号核心舱节点舱轴向对接口,然后再发射两个不带大型太阳翼的20吨级实验舱与天和二号对接,尔后将天和一号核心舱两片电池翼分别移动至问天号实验舱Ⅰ与梦天号实验舱Ⅱ小型桁架上,如此一来天宫空间站在轨规模直接翻一番,逼近200吨级,科研机柜数量乘以2达到46个,综合效能彻底超越国际空间站。
二期扩展型天宫空间站对接口数量也将由此前的3个增至4个,能够同时对接三艘神舟载人飞船与一艘天舟货运飞船,空间站额定载员人数将由3人增至6人,轮换期间最大载员人数可达9人。
正所谓好马配好鞍,当前承担天宫空间站天地往返任务的是神舟与天舟两型飞船,神舟是久经考验的三舱构型载人飞船,它可以胜任3名航天员的天地往返运输任务,同时轨道舱与返回舱分别具备一定的货物上行与下行能力。天舟则是当今世界载荷比最高的货运飞船,发射质量近13吨,可以承运65吨货物补给空间站。
神舟与天舟都是天宫空间站得以顺利运行的关键装备,但航天人并不满足于此。去年5月5日执行天宫空间站关键技术验证阶段首次飞行任务的长征5B遥一运载火箭成功发射,验证了22吨级近地轨道运载能力,验证载荷就是我国旨在用于载人登月任务的新一代载人飞船试验船。
新一代载人飞船试验船自立项伊始就确立了两大应用场景,一个是216吨的深空载人版本,可用于载人登月、载人登小行星、载人登火星等深空载人任务;另一个就是14吨级近地轨道版本,此版本飞船可承担6至7名航天员的空间站天地往返运输任务。
新一代载人飞船返回舱可重复使用,不论是运输效率还是发射成本相较于神舟载人飞船都是质的提升,长征七号是近地轨道版新一代载人飞船的标配火箭。
天舟货运飞船虽然载荷比做到了世界顶级水平,但也有运力过剩的问题。与之对比国际空间站则有进步号、天鹅座、龙、HTV共四型货运飞船,运力有大有小,选择更灵活。
为了解决天宫空间站高效低成本补给问题,今年年初载人航天办公室发布了“面向空间站运营的低成本货物运输”方案设想的公告,该公告具体提出了两个型号要求,一是具备1至4吨货运上行能力,二是具备100至300公斤货运下行能力,从而完善天宫空间站天地往返运输体系。根据当前我国航天工业实力,研制这两款飞船并不存在难度,因此需要招标遴选最优方案。
正所谓能力越大责任也就越大,天宫空间站不仅要在硬件水平上超越国际空间站,还要在运行机制上超越。
国际空间站虽冠名国际,实际却是名不副实。 作为400吨级国际空间站主要参建方的北方强邻只有两个5吨级微型实验舱可用,连一个像样的科研机柜都没有。欧空局为国际空间站的建设也出了很多力,他们仅有的一个哥伦布实验舱还要分出一半空间给NASA。
天宫空间站则完全不同,这是一座由我国独立建造的国家级太空实验室,首先在方案设计与实施上少了很多掣肘因素,标准更统一。
再就是我们面向联合国所有成员国开放,这在人类航天史上还是第一次。当前已有来自17个国家的9个科研项目成功入选天宫空间站首批合作清单,我们免费提供这些科研项目的上行运输服务,并提供在轨空间实验场所,但同时 所获得的科研数据必须无条件与我们共享 。
天宫合作模式是真正的互利共赢,一方面我们用最小的成本收获大量科研成果,另一方面项目申请国也能得到空间应用能力的切实提升,这与国际空间站的门户有别完全不同,使得空间站运营工作可以更加聚焦科研产出,避免不必要的资源消耗。
通过硬件技术水平与运营模式的多番对比后,两座空间站孰优孰劣相信大家都有了答案。
想必也有人会说天宫是钻了“后发优势”的空子,然而后发优势是为我们专属定制的吗?
要知道,天宫是我国一力承担,而国际空间站则是多国共同参建。正如文章开头指出的那样,技术与国力的双重考验造就了载人航天的高难度,而放眼全球能同时驾驭这两大考验的玩家屈指可数,这就是天宫空间站可以一枝独秀的关键所在。
上两篇咱们了解了肯尼迪航天中心以发射作业为主的核心区域的情况,接一下来继续介绍一个极为重要的其它部分--肯尼迪航天参观者中心(游览中心)。这里绝对是航空航天爱好者的心仪之地,可以深刻领略一下美国航天文化和宇宙 探索 精神的宣传展示风格!
肯尼迪航天中心参观者中心是一个私人企业,它的运行不依靠美国政府资助。
它包括数个博物馆、两个IMAX**院和不同的 汽车 导游来让游客从近到远,看到一般人看不到且不公开的诸多地方,展品丰富,让人叹为观止,土星5号火箭,月球车,登月舱,航天器装配大楼,发射台,航天飞机运输车,火箭发射控制室,太空舱对接头,阿波罗指挥舱,宇航服,月球石头样本,亚特兰蒂斯号,航天飞机,阿波罗14号,飞行模拟舱等等,要知道,这些都是货真价实的真品。
走进肯尼迪航天中心,映入眼帘的就是火箭花园Rocket Garden了。在这里,你可以近距离接触这些真实的航天器。感受人类智慧的结晶
这个中心是一个存放着一个重造的土星5号火箭和阿波罗飞船及其它展览品的大博物馆。
在这些展览中有一个重建的阿波罗时期的射击训练场,在那里游客可以重新体验阿波罗的起飞,还有一处地方游客可以重新体会阿波罗11号的着陆。
这里不仅向参观者展示了历经33 次太空任务的庞大的亚特兰蒂斯号航天飞机雄姿,还陈列很多与国际空间站相关的实物和模型。
从顶层平台乘滑梯直接到达地面大厅,周围各种丰富多采的航天展品令人目不暇接,走近国际空间站模拟装置,可以从视觉、听觉、触觉全方位体验宇航员在太空生活的感受。
在展览中的亚特兰蒂斯号,永远带着人类 探索 宇宙的使命,就像航天飞机在太空中飞行一样翱翔在航天中心。
参观者中心还包括两个由宇航员纪念基金会组织的两个设施。从“水星计划”到航天飞机计划,您都将看到美国宇航员在何处受到纪念和荣誉。其中最显眼的是太空纪念镜(Space Mirror Memorial),这是一块刻有殉职的宇航员的名字的巨大的黑色花岗岩镜。
这些名字不停地被从背面照明。假如可能的话使用自然光,否则使用人工光。这些发光的名字似乎悬浮在反射的天空里。附近的荧光屏里记载着这些宇航员的详细的生平和逝世事件。另一个由基金会组织的设施是太空教育中心,其中包括为教师提供材料的资料中心等。
美国第一颗人造卫星
1958年1月31日,美国第一颗卫星“探险家1号”(Explorer 1)成功发射。
美国第一个进入太空的宇航员
1961年5月5日,宇航员艾伦·谢泼德(Alan Shepard)乘坐水星-红石3发射飞向太空,美国实现首次载人太空飞行。
美国第一次着陆月球的探测器
1962年4月23日,“徘徊者4号”(Ranger 4)探测器发射升空,这是美国成功抵达另一个天体表面的第一颗探测器。
1962年4月23日发射的“徘徊者4号”探测器,在升空之后,飞船搭载的计算机系统发生故障,太阳能电池板和通讯天线均未能展开。
这样一来,飞船基本上没有电力供应也无法与地面进行联系,随后飞船偏离了预定航线并最终在1962年4月26日撞击到月球背面,没有传回任何数据
美国第一个金星探测器
1962年8月26日,美国从卡纳维拉尔角发射阿特拉斯—阿金纳B火箭搭载“水手2号”卫星,探测金星。这是美国第一次向地球以外的行星发射探测卫星。
第一次太空行走
1965年6月3日,“双子 星座 4号”飞船发射,进行“双子 星座 ”计划的第二次载人飞行。 这次飞行任务由航天员埃德温·怀特和詹姆斯·麦克迪维特执行,在绕轨道第三圈时,怀特按预定计划在夏威夷上空打开舱门,进入了开放空间。他身上连了一根长索,利用小型机动系统,最远时离飞船约3米左右,他在舱外共活动了约21分钟。
人类第一次载人登陆月球
1969年7月16日世界时13:32:00,土星五号搭载阿波罗11号登月飞船在LC39A发射, 执行美国国家航空航天局的阿波罗计划中的第五次载人任务,同时也是人类第一次登月任务,三名宇航员指令长尼尔·阿姆斯特朗、指令舱驾驶员迈克尔·科林斯与登月舱驾驶员巴兹·奥尔德林,乘坐阿波罗11号登月飞船前往月球,并于1969年7月20日世界时20:17:43成功登陆月球,尼尔·阿姆斯特朗率先出舱,登上月面,成为人类登月第一人,并发表著名演说“这是我个人的一小步,却代表了人类的一大步!”。
美国第一个空间站
1973年5月14日用土星5号运载火箭发射“天空实验室”,进入离地面435千米的近圆轨道。
1973年5月25日3名航天员乘阿波罗号飞船与天空实验室对接。后来天空实验室又接待了由阿波罗号飞船运送的两批航天员,这3批航天员每批3人共九人进入过天空实验室,在空间站内分别工作和生活了28天、59天和84天。
美国-苏联太空阿波罗-联盟测试计划 是 历史 上第一次由两个国家合作的载人航天任务,由美国和苏联于1975年7月执行。
美国第一次登陆火星的探测器
1975年8月20“海盗1号”由TITAN 3E-CENTAUR D1型火箭带着人类 探索 和寻找未知的火星生命的任务在美国卡纳维拉尔角空军基地发射升空。
探测器于1976年6月19日进入火星的轨道,着陆装置于1976年7月20日在Chryse平原斜坡着陆成功。
发射旅行者外层星系空间探测器飞行
旅行者2号探测器(Voyager 2)率先于1977年8月20日在 肯尼迪航天中心被搭载在一枚泰坦3号E半人马座火箭上 成功发射升空,是 美国航天局 研制的飞往太阳系外的两艘 空间探测器 的第二艘。
随后旅行者1号探测器(Voyager 1)于1977年9月5日搭载另一枚泰坦3号E半人马座火箭上发射升空。
这两个姊妹探测器沿着两条不同的轨道飞行。担负探测太阳系外围行星的任务。
航天飞机首飞-进入太空新时代
1981年4月12日,“哥伦比亚号”航天飞机首次飞行执行STS-1任务,开启了美国载人航天方式的航天飞机时代!
1986年1月28日,美国“挑战者”号航天飞机在第10次发射升空后,因助推火箭发生事故凌空爆炸,舱内7名宇航员(包括一名女教师)全部遇难。直接造成经济损失12亿美元,航天飞机停飞近3年,成为人类航天史上最严重的一次载人航天事故,使全世界对征服太空的艰巨性有了一个明确的认识。
“哈勃”太空望远镜巡天
1990年4月24日, “发现”号航天飞机将“哈勃”太空望远镜送上轨道,人类有了观察遥远宇宙的“火眼金睛”。
航天飞机谢幕
2011年7月21日美国“亚特兰蒂斯”号航天飞机于美国东部时间21日晨5时57分(北京时间21日17时57分) 在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆,结束其“谢幕之旅”,这寓意着美国30年航天飞机时代宣告终结。
但我们都坚信,这只是暂时的,航天飞机一定会再回来的,定会以全新的面貌,不一样的方式再回来的,一定会的,但愿这一天不会太久远!
后记
关于肯尼迪航天中心所发生的人类航天史上众多划时代的 历史 事件,既有成功突破达成既定目标的欢欣鼓舞,也有遭遇事故挫折的至暗时刻。人类 探索 未知之路从来都不是一帆风顺,而是充满困难与挑战。既便前路漫漫荆棘遍地,艰难险阻,也断不能抑止人类的 探索 精神,正如美国肯尼迪总统发表登月演讲时所述“我们决定于60年代末时把人类送上月球,不是因为这件事情很容易,而正是因为很困难!”
纵观肯尼迪航天中心的发展历程,聚集天时、地利、人合的有利因素,奠定了其成为世界航天舞台中心地位的坚实基础!也似乎让美国人产生了成为人类的代表去 探索 星辰大海的错觉。随着冷战结束,当年的竞争对手前苏联的解体,前行的动力伴随竞争的压力下降而骤减,但美式傲慢与偏见的膨胀速度丝亳不逊于火箭发射时的加速度!如此固步自封的短视,自认天下无敌的自负也成为人类航天 探索 精神的束缚。进入21世纪以来,导致多个重大项目计划一再拖延,如“哈勃”望远镜的继任者-“韦伯”望远镜,重返月球的SLS火箭,新一代载人飞船等等,口号多于实干,PPT多于脚踏实地不懈努力的行动,耗资甚巨却进展迟缓,“鸽王”相继亮相!肯尼迪航天中心也没有了昔日繁忙、积极进取的朝气光景,取而代之的是资本化、商业化发展氛围日渐浓郁的暮气。
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