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天宫一号:中国首个目标飞行器和空间实验室的辉煌之旅

更新时间:2024-09-07 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

介绍UT7物理好资源网(原物理ok网)

天宫一号”[1](-1 或 1)是中国第一个目标飞行器和空间实验室[2],由中国空间技术研究院和上海空间技术研究院研制的载人飞船,这两家公司都隶属于中国航天科技集团公司。它高 10.4 米,重 8.5 吨 [3]。2011 年 9 月 29 日 21:16:03 在酒泉卫星发射中心发射[4],由长征二号FT1火箭携带,天宫一号模型于2011年4月在中国航天会展中心展出UT7物理好资源网(原物理ok网)

[5]箭全长 52 米,运载能力为 8.6 吨 [6]。天宫一号的设计在轨寿命为两年 [3]。由于“天宫一号”在空间交会对接测试中是无源目标,因此被称为“目标飞行器”([2],“天宫一号”的主要任务之一是为空间交会对接测试提供目标飞行器)。神舟系列飞船,又称“跟踪车”,在入轨后发射,主动接近目标飞行器 [7]。“天宫一号”的发射标志着中国进入了中国“三步走”太空战略的第二阶段[8](即掌握空间交会对接技术,建立空间实验室);同时,它也是中国空间站的起点,表明中国已经有能力建造一个初步的空间站,即一个将在短时间内无人看管的空间站 [9]。2011 年 11 月,“天宫一号”与神舟八号飞船成功对接 [10],使中国成为世界上第三个独立掌握航天交会对接技术的国家 [8]。据相关专家介绍,“天宫一号”在其生命结束时将自愿脱离轨道并坠入南太平洋 [11]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑此段落的早期方案和命名UT7物理好资源网(原物理ok网)

天宫一号的任务计划早在 1992 年国家制定中国载人航天“三步走”战略时就确定了。2002 年,经过项目论证和审查,天宫一号目标飞行器的整个任务计划获得批准。但天宫一号还没有命名,它只是叫“目标飞行器”,简称:MB。2006年,“天宫一号”进入初始样本开发阶段,被命名为“天宫一号”,简称:TG [12]。命名可能基于以下几点:首先,希望宇航员在太空中生活的地方能像宫殿一样舒适 [13]。其次,它具有中国特色,与“神舟”和“嫦娥”相呼应,具有真正的空间站原型的概念 [14] [12]。——中国航天科技集团公司空间实验室系统副总设计师 白明生UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑此历程UT7物理好资源网(原物理ok网)

对外披露阶段(2008 年 9 月 28 日至 2011 年 7 月 23 日)。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2008 年 9 月 28 日,中国首次公布了其天宫一号发射计划 [15]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2009 年 1 月 26 日,“天宫一号”模型在 2009 年中央电视台春晚上亮相 [16]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

天宫一号模型在春晚亮相UT7物理好资源网(原物理ok网)

[17]UT7物理好资源网(原物理ok网)

2009 年 2 月 27 日,央视军事报道首次出现在中国天宫一号空间实验室的实物图像中,此前该图像仅通过计算机效果图和模型向公众开放。UT7物理好资源网(原物理ok网)

此时,天宫一号第一个样品的开发和生产已基本完成 [18]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2010 年 8 月中旬,天宫一号完成总装,进入电性能综合测试阶段 [19]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 3 月 3 日,中国人民政治协商会议 (CPPCC) 全国委员会委员、空间技术专家齐法云告诉新华社,中国将于 2011 年发射目标飞行器“天宫一号”[20]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 6 月 29 日,“天宫一号”目标飞行器通过工厂评审,被转移到酒泉卫星发射中心进行任务执行前的最后阶段测试 [21]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 7 月 23 日,用于发射“天宫一号”靶车的长征二号F运载火箭于 2011 年 7 月 23 日上午抵达酒泉卫星发射中心。UT7物理好资源网(原物理ok网)

到目前为止,执行“天宫一号”任务的主要系统的测试人员和飞行产品已在载人航天发射场集结完毕 [22]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

发射调整和准备阶段(2011 年 8 月至 2011 年 9 月 28 日)。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 8 月 18 日,实践 11 04 卫星发射失败。由于“天宫一号”运载火箭与发射失败的长征二号丙火箭属于同类型,因此出于安全考虑,原定于8月底发射“天宫一号”的计划被取消 [23]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 10 日,发射场的测试重新启动并顺利进行 [23]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 20 日,天宫一号和运载火箭组件被运送到发射塔 [24]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 25 日,包括发射场和飞行区在内的整个区域的 TT&C 通信系统成功演练 [25]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 26 日鉴于 27 日和 28 日发射场将出现多风和凉爽的天气,原定于 27 日和 30 日进行的发射计划被修改为 29 日或 30 日的机会性发射。UT7物理好资源网(原物理ok网)

当天上午,“天宫一号”任务在火箭推进剂加注前进行了全系统质量评审。天宫一号具备执行发射任务的条件。UT7物理好资源网(原物理ok网)

天宫一号在哪里发射的UT7物理好资源网(原物理ok网)

当天下午,发射场组织了火箭加油设备、加油软管和信号电缆连接 [25]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 28 日,中国载人航天计划发言人宣布了天宫一号的发射时间——“2011 年 9 月 29 日,21:16 至 21:31 在窗前”。UT7物理好资源网(原物理ok网)

当天上午,进行了全区域测控通信系统第二次联合演习。还组织了火箭推进剂加油前的准备工作,包括加油量的计算和加油系统信号的联合调试。UT7物理好资源网(原物理ok网)

从 13 点开始,先后进行燃烧剂和氧化剂填充。UT7物理好资源网(原物理ok网)

到下午 6 点,已经填充了大约 450 吨推进剂 [26]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

在发布当天(2011 年 9 月 29 日)。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 29 日 13 时 16 分,发射“天宫一号”的长征二号FT1火箭进入8小时倒计时发射程序,进行点名,收集8小时准备,进入发射前准备 [27]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

14:16,对载人航天各系统功能进行了检查,并对地面设备进行了自检[28]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

18 点左右,火箭系统开始进行全箭状态检查[29]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

发射前半小时,最后一名机组人员被疏散[30]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21:16:03,搭载“天宫一号”的长征二号FT1运载火箭点火并发射[4]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21:19,天宫一号火箭助推器分离[31](助推器残骸于10:25在内蒙古奥托克旗阿尔巴斯苏木乌兰乌苏加察的一块空地上被发现[32])。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21:19天宫一号在哪里发射的,火箭的第一级和第二级成功分离,第一级坠落 [31]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21:19,整流罩脱落 [31]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

在 21:25:45,天宫一号准确进入预定轨道 [4]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21:29,太阳能电池板展开[31]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

在 21:35 左右,它被送入轨道 [31]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

21 点 38 分,中国载人航天工程总司令常万全宣布,“天宫一号”靶车发射取得圆满成功 [4]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

运营阶段(2011 年 9 月 30 日-)。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 9 月 30 日凌晨 1 点 58 分,当天宫一号飞行到第四圈时,它进行了第一次轨道控制,将远地点高度从 346 公里提高到 355 公里。UT7物理好资源网(原物理ok网)

16:09,当天宫一号到达飞行的第 13 圈时,进行第二次轨道控制,近地点高度从 200 公里提高到约 362 公里,成功进入在轨测试轨道,为后续的交会对接轨道奠定了基础 [33]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

“天宫一号”的环境控制和生命支持系统也被激活并转移到自主运行[34]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 10 月 6 日下午 6 点,“天宫一号”在轨飞行了 109 圈,先后进行了遥控指令、控制开关、影像发音设备、舱内温湿度、交会对接设备等在轨测试 [11]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 10 月 10 日,天宫一号自己的相机拍摄的太空图像首次发布。UT7物理好资源网(原物理ok网)

此时,目标飞行器的在轨测试阶段已基本结束 [35]。 天宫一号拍摄的第一张外太空图像UT7物理好资源网(原物理ok网)

[36]UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 10 月 14 日,“天宫一号”目标飞行器进入交会对接的准备阶段 [37]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 11 月 3 日凌晨 1 点 36 分,“天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船完成首次交会对接 [10]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 11 月 4 日 11:37,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船的组合首次保持其轨道 [38]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 11 月 14 日,“天宫一号”目标飞行器首次与神舟八号飞船分离,大约半小时后,进行了第二次对接 [39]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

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2011 年 11 月 15 日 12:04,装配完成第二次护轨,开始神舟八号返回前的修轨调整 [40]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

16 点 59 分,组合进行了姿态调整,从第二次对接状态转向 180 度,进入正常飞行姿态,为神舟八号的返回做准备 [41]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

2011 年 11 月 16 日 18:30,神舟八号飞船成功与天宫一号目标飞行器分离 [42]。神舟八号飞船返回舱于 17 日 19 点 30 分左右降落在内蒙古预定区域 [43]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

它目前正在运行。神舟九号计划于 2012 年 6 月至 8 月发射,与天宫一号目标飞行器进行载人会合和对接。这次飞行将搭载三名宇航员 [44] 。UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑此段落的启动项背景UT7物理好资源网(原物理ok网)

1992 年 9 月 21 日,中央政府正式批准实施我国载人航天工程,即“921 工程”,在“921 工程”设计之初,就确定了载人航天的“三步走”发展战略,即第一步是实现天地回归、航天员重返太空、重返地面;第二步天宫一号在哪里发射的,实现多人多日飞行、宇航员走出太空舱和太空行走、飞船与航天舱交会对接等多项任务,启动短期载人航天实验室;第三步,建造空间站。1999 年 11 月 20 日,中国成功发射了第一艘无人试验飞船神舟一号,初步实现了飞船天地往返的第一步。此后,中国先后发射了四艘神舟系列飞船,并在神舟五号发射、杨力伟成为中国“太空第一人”后完成了“三步走”战略的第一步。自 2005 年以来,神舟六号和神舟七号相继发射,拉开了“三步走”战略的第二步并完成了上半年,而天宫一号将完成第二步的后半部分——空间交会对接,并建立空间实验室 [45]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑此段落的结构UT7物理好资源网(原物理ok网)

分为实验舱和资源舱,最大直径为 3.35 米。与之前的载人飞船相比,“天宫一号”为航天员提供了15立方米的大幅扩展的可移动空间,可以满足三名航天员同时工作和生活的需求。实验舱前端装有被动对接结构,可与跟踪车对接[3]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

资源小屋UT7物理好资源网(原物理ok网)

(资源舱的主要任务是为天宫一号的飞行提供能量支持,并控制飞行姿态)天宫一号动力子系统的所有设备(太阳能电池机翼)都在资源舱中,并包括为飞行器提供能量的燃料。在天宫一号的导航制导系统中,资源模块中也有六个控制力矩陀螺仪。导航制导系统的目的是在“天宫一号”与跟踪车对接时寻找目标,而控制力矩陀螺仪将对“天宫一号”进行精确的姿态控制[46]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

实验舱UT7物理好资源网(原物理ok网)

(实验舱主要负责宇航员的工作、训练和生活)实验舱是一个全密封的环境,对接完成后,宇航员进入舱内进行工作和训练,一些必要的生活活动和睡眠也在这里进行。有睡眠区(包括宇航员的睡袋)和一个健身区,以保持宇航员骨骼的骨骼[47]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑本段的主要任务UT7物理好资源网(原物理ok网)

首先,“天宫一号”目标飞行器作为目标交会对接,与神舟八号合作完成太空交会对接飞行试验。 模拟:神舟八号与天宫一号(左)对接。UT7物理好资源网(原物理ok网)

[48]其次,要保证航天员短期在轨期间的生活和工作,确保他们的安全。第三,开展空间应用(包括空间环境和空间物理探索)、空间科学实验、空间医学实验和空间战技术实验。第四,初步建立短时载人和长期无人独立可靠运行的空间实验平台,为空间站建设积累经验 [49]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

编辑此段落中下一步的计划UT7物理好资源网(原物理ok网)

除了天宫一号,中国还将发射天宫二号和天宫三号,建立空间实验室。该计划大致在 2015 年之前。它们在设计上与“天宫一号”基本相同网校头条,主要目的是为建造空间站积累更多经验 [49]。UT7物理好资源网(原物理ok网)

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