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2024.03.24 中國的太空站、嫦娥登月計畫、天問火星探測任務-擷取自蘇育平撰中國航天事業與火箭軍一書
中國從2011年起,建設「天宮一號」太空實驗室,或者叫他軌道飛行器,也可以說就是一艘停留在軌道上固定位置的太空船體,但是其實它也就是一個原始型態的太空站。 2011年9月29日,天宮-1號由長征-2F運載火箭發射升空,並完成順利進入軌道及變軌的任務,從此開始在太空中運行。
它與地面之通信測控是由中繼衛星、16個中國海內外陸基測控站、3艘遠望測控船、北京飛控中心、西安測控中心等共同組成。
圖2-36 天宮一號目標飛行器(中國航天局)
天宮-1號是由實驗艙與資源艙兩個艙體連結而成,全重8.5噸,長度10.4公尺,最大直徑處3.35公尺,內部空間約15立方公尺,一個套房的空間大小,夠兩、三位太空人的生活居住與工作需求。
2011年11月3日,無人的神舟-8號太空船到來與天宮-1號進行首次對接,這使中國成為繼美國與蘇聯之外,第三個完成太空中飛行器對接的國家。直到11月17日,兩者解開對接,神舟-8號返回地球,計有兩個禮拜時間兩者連接在一起,在距地343公尺的軌道上運轉。
2012年6月18日,神舟-9號太空船又到來與天宮-1號對接,組成一組聯合體,並由神舟-9號的太空人(景海鵬、劉旺、劉洋)進行各種操作調整與機器調適工作。6月28日神舟-9飛船與天宮-1號分離,返回地球,兩者連結10天時間。
圖2-37 神舟-9號太空人進入天宮-1號(CCTV)
2013年6月13日,天宮-1號歡迎前來的第三組團隊,神舟-10號飛船並形成對接組合體,3名太空人(聶海勝、張曉光、王亞平)入駐天宮-1號,開始進行各項操作。12天後,神舟-10號飛船在6月25日與天宮-1號脫離,返回地球。而這也是天宮-1號最後一次迎來訪賓,很快天宮-1號就要結束它的使命,它對中國航天的最大作用就是與三次神舟飛船進行的6次飛行器對接工作,這是一項不容易做到的技術,也是天宮-1號被發射升空最主要的使命。
圖2-38 天宮-1號外部結構圖(新華社)
2016年,天宮-1號結束任務,不再擔負任何科研任務。在人工操縱下,2018年4月2日天宮-1號墜回地球大氣層,大部分組件在大氣層中燒毀,遺骸落入太平洋中,未造成傷害,成為魚礁。
很可惜的是,中國航天局並不把天宮-1號認定為正式的太空站,只是作為一個實驗性的軌道飛行物,可以短期載人居住工作,但因為空間小,載運物資不多,太空人最多不停留超過兩週時間,通常只有待10天就走人。
不過經由天宮-1號與神舟8號至10號三批人員與飛船的多次對接工作,中國太空人熟悉了如何在太空環境下進行兩艘飛行器的對接工作,並在太空中展開宇宙科學實驗,航天醫學實驗及太空站技術實驗。神舟-10太空人甚至遠端為中國的小朋友上課,真實演示在太空失重環境下的物體運動特性,液體表面張力特性等物理現象在太空環境下之表現。無疑為之後大型的天宮太空站之運作打下很好的基礎。
圖2-39 神舟-8號與天宮-1號進行對接之瞬間(新華網)
2.5.2 天宮二號
「天宮-2號空間實驗室」是中國對建造太空站又一個嘗試,由航天科技一把手的「中國航天科技集團」旗下的「中國空間技術研究院」負責研發生產,基本上與天宮-1號目標軌道器功能等級一致,空間有22.3立方公尺,設計壽命兩年,並能容納3名太空人在內居住生活工作。內部有一個大氣壓,外部是宇宙空間,沒有大氣壓,因此防止氣壓流失的密封性很重要。
圖2-40 右方的天宮-2號空間實驗室與天舟貨運飛船結合(維基百科,