“問天”升空,美媒拿“龜兔賽跑”對比中美航天發展,專家反駁!

【環球時報赴文昌特派記者 樊巍 範安琪 環球時報特約記者 王逸 柳玉鵬】“中國距離全面建成空間站更進一步。”半島電視臺24日的評論稱。北京時間7月24日14時22分,搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,在海南文昌航天發射場準時點火發射。約495秒後,問天實驗艙與火箭成功分離並進入預定軌道,發射取得圓滿成功。之後,問天實驗艙按照預定程序與天和核心艙組合體進行交會對接,神舟十四號航天員乘組將進入問天實驗艙開展工作。中國航天事業取得的這一成就立即引發國際媒體大量關注。從聚集在文昌發射基地的中國航天迷們到中國航天技術“正在(與美國)對等”、中國的航天事業發展是快還是慢……中國的“航天雄心”再次被外媒熱議。中國空氣動力學家、航天技術專家黃志澄24日告訴《環球時報》記者,中國發展載人航天事業並不想和任何國家進行太空競賽。中國空間站是開放的,要開展大量國際合作。但中國空間站的發展確實改變了世界載人航天的格局,世界上出現了“雙空間站”時代。未來,世界載人空間站將會有更新的發展,我們將拭目以待。

航天迷們歡呼雀躍

中國空間站又名天宮,是中國獨立自主建造運營的載人空間站,由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三個艙段構成,整體呈T字構型。其中天和核心艙於2021年4月29日發射升空,迄今爲止已接待三批中國航天員;問天實驗艙是中國空間站第二個艙段,也是首個科學實驗艙;而夢天實驗艙計劃將於今年10月發射升空。

“在一個陽光明媚、溫暖的早晨,成羣結隊的中國航天迷們聚集在中國南部海南島火箭發射區附近的海灘上。其他人則擠在海濱酒店的屋頂上。”《紐約時報》24日的報道稱,26歲的航天迷張靜怡(音譯)和約30人在酒店屋頂上架起相機。她4個月前預訂了酒店,這是她第19次“追逐火箭”。“人比以往任何時候都多,”她說。

搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭發射升空

《環球時報》記者24日在發射現場看到,儘管8月的海南文昌中午的室外氣溫達到34攝氏度,但是依舊難抵各地民衆前來觀看發射的熱情。發射場附近的海灘被認爲是觀賞發射的最佳地點,許多民衆和攝影愛好者甚至凌晨兩三點就來到這裡,搶佔最佳觀賞點。通往航天發射場的道路一度還因爲前來看發射的民衆太多而出現堵車。

與民衆的熱情成正比的則是火箭發射的壯觀程度。14時22分,長征五號B火箭準時點火升空,託舉着重達23噸的問天實驗艙直入蒼穹。伴隨着巨大的轟鳴聲,現場許多民衆揮舞着國旗爲之歡呼吶喊,發出讚歎聲。現場氣氛十分熱烈。

雖然前來觀看發射的民衆很多,但海南當地的防疫毫不放鬆。對於外地來海南觀看發射的民衆,出機場後需要進行一次核酸檢測。而在文昌市內出入旅館、飯店等公共場所都需要提供海南健康碼。

值得一提的是,許多民衆是帶着孩子前來觀看發射的。因爲正值暑假期間,許多機構也以兒童夏令營的方式組織青少年前來觀看發射活動。一位夏令營活動組織者告訴《環球時報》記者,中國空間站“太空課堂”等活動在許多青少年心中種下了“航天夢”,而到現場看發射無疑爲孩子們提供了一個走近航天、親近航天的機會。許多孩子通過觀看火箭發射,感受到了科技的魅力以及祖國的強大,“這無疑是最好的愛國教育”,該組織者告訴《環球時報》記者。

美國“太空”新聞網24日稱,“問天”的字面意思是“對天提問”,這是中國計劃建成的空間站三個模塊中的第二個。中國航天員之後不久將在問天實驗艙舉辦科學講座直播。

三位航天員“搓手期待大房子到來”

地上的人鼓掌祝賀,“天上”的人也在“搓手”等待——24日同樣在觀看問天升空的還有神舟十四號航天員乘組的三位航天員:陳冬、劉洋和蔡旭哲。他們專注又興奮地觀看問天實驗艙直播的照片感染了不少網友。據瞭解,與天和核心艙相比,問天實驗艙更重、更大,配置了與核心艙一樣的航天員生活設施,將來可以與核心艙一起接受兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活。因此,24日不少網友開玩笑說,三名航天員正在“期待大房子的到來”。

法新社等西方媒體24日第一時間報道了問天實驗艙發射成功的消息。報道稱,這是中國空間站建設的關鍵一步。對已在天宮中的中國航天員來說,問天實驗艙與天和核心艙的對接是一個挑戰,因爲它需要連續的、高精度的操作。報道引述美國哈佛—史密森天體物理學中心天文學家喬納森·麥克道爾的話稱:“這是中國第一次將如此龐大的飛行器對接在一起,這是一個微妙的操作。2022年稍晚,中國還會發射一個新的實驗艙。最終,中國空間站的能力會大大增強,有足夠空間和動力進行更多的科學實驗。”

據俄羅斯“生活”新聞網報道,俄羅斯十分關注中國在航天領域取得的成就。俄聯邦委員會(議會上院)航天工業立法監管專家委員會副主席瓦連京·烏瓦羅夫24日向中國同事表示祝賀。他表示,中國航天計劃成功的關鍵在於具有前瞻性和豐富的經驗。

路透社24日的報道說,問天實驗艙的發射是中國在今年年底前完成空間站建設的最後任務之一。“建成後的中國空間站約是國際空間站質量的1/5,將成爲中國人的驕傲。”印度報業托拉斯稱,中國未來可能成爲唯一一個擁有在軌空間站的國家。“現有的國際空間站是多個國家的合作項目。觀察家們說,一旦國際空間站在未來幾年退役,中國天宮可能成爲唯一在軌的空間站。”

美媒對比中美航天事業:“龜兔賽跑”?

“快節奏的太空計劃”,法新社24日稱,中國在追趕美國和俄羅斯方面取得長足進步,這些國家在太空探索方面擁有數十年的經驗。報道引述專門研究中國航天計劃的分析師陳嵐(音譯)的話說:“中國空間站將在短短一年半的時間內完成建設,這是歷史上模塊化空間站建設的最快速度。相比之下,俄羅斯‘和平’號和國際空間站的建造分別花了10年和12年。”

中國航天事業的發展晚於美國和蘇聯,這是客觀事實。但《紐約時報》24日的報道對中國既貶低又忌憚。報道引述太空書籍作家納姆拉塔·戈斯瓦尼博士的話說,中國太空計劃在複雜程度方面已經超過俄羅斯,在月球和火星探測計劃方面處於領先地位。另一方面,報道引述美國海軍戰爭學院教授瓊·約翰遜-弗里斯的話說,中國在太空做過的事都是美國已經做過的,“但它正在達到技術對等,這是美國非常關注的問題”。與美國這隻“野兔”相比,該專家將中國的太空計劃比作一隻“烏龜”,“儘管近年來烏龜的速度大大加快了”。

黃志澄24日告訴《環球時報》記者,將中美載人航天事業發展比作“龜兔賽跑”顯然是不正確的。我們在載人航天上的發展速度遠遠快於美國,從2003年神舟五號將航天員楊利偉送上太空,到今年年底建成中國空間站,不超過20年。而美國從第一個宇航員上天到建成國際空間站大概花了將近50年的時間。世界上載人航天技術遵循着共同的發展規律,中國避免了國外的許多彎路,吸取了他們的經驗教訓。此外,中國空間站有後發優勢,在許多關鍵技術上有所創新。

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中國空間站建造“關鍵之戰”:天和“牽手”問天

【環球時報赴文昌特派記者 樊巍 範安琪】編者的話:7月24日14時22分,我國在海南文昌航天發射場,運用中國目前近地軌道運載能力最大的運載火箭——長征五號B,成功將我國空間站建造階段首個實驗艙,同時也是我國迄今爲止發射的最重載荷——問天實驗艙送至預定軌道。中國空間站建造關鍵之戰取得圓滿成功!此次發射任務,中國航天再度取得多項技術突破,創下多項新紀錄。

長征五號B運載火箭

“最強”把“最重”送入太空

長五B火箭近地軌道運載能力達到25噸級,無疑是發射我國迄今爲止重量最大載荷——問天實驗艙的唯一選擇。

長五B火箭總體副主任設計師劉秉在接受《環球時報》記者採訪時介紹稱,爲了滿足空間站建造過程中大艙段發射任務要求,長五B火箭實現多項獨有關鍵技術的突破,其中包括20.5米的國內最大整流罩的分離技術、4.1米大直徑的艙箭連接分離技術、1400千牛大推力直接入軌的精度控制技術,掌握這些技術,爲空間站建設奠定堅實基礎。

此次發射任務也是長五系列火箭首次執行零窗口發射任務,也被認爲是此次發射任務的技術難點之一。劉秉介紹稱,零窗口發射任務要求長五B火箭必須在規定時間裡分秒不差地發射,否則將無法把問天實驗艙送達指定位置,從而需要耗費巨大代價調整軌道,甚至導致發射終止。

問天實驗艙

爲保證準時發射,長五B火箭型號隊伍對發射前10分鐘的發射流程進行優化,將部分流程前置。此前,各系統只能按照時間順序依次去完成發射前的準備工作。“這就像面對逐題試卷限時競答,一旦卡在前面簡單的問題上,後面的題目分數很高卻又不能做,顯得束手束腳。”火箭院長五B火箭副總設計師婁路亮這樣比喻這個過程。但在此次任務中,長五B火箭型號隊伍將各系統環環相扣的準備工作由“串聯”變爲“並聯”,在距離發射2分半時,火箭就已完成發射前各項準備工作,隨時可發射。

準時點火只是開始,精準入軌纔是成功。劉秉介紹稱,長五B火箭還應用起飛時間偏差修正技術,最大修正時間爲2分半。“通俗理解,在0到2分半這個時間段內的任一時間點發射,火箭都可以在飛行過程中自動修正,‘追回’因推遲發射導致的飛行偏差,將實驗艙精準送入預定軌道。”劉秉稱。

據瞭解,在本次發射任務後,長五B火箭還將“連續作戰”,在10月承擔夢天實驗艙的發射任務,屆時中國空間站三個艙段將形成“T”字基本構型,完成中國空間站在軌建造。而在明年,長五B火箭還將承擔我國第一個大型空間巡天望遠鏡發射任務,屆時它將與空間站共軌飛行,開展更多的深空探測和前沿科學研究。

創下多項中國航天之最

在發射成功後,問天實驗艙將按計劃與天和核心艙完成前向對接,中國空間站就此迎來首個實驗艙。《環球時報》記者從承研問天實驗艙的航天科技集團五院獲悉,問天實驗艙作爲迄今爲止我國最大以及全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器,艙體總長17.9米,直徑4.2米,發射重量達23噸。“塊頭”和“分量”基本上等同於北京地鐵13號線列車的一節車廂。

航天科技集團五院問天實驗艙電總體主任設計師樑曉鋒在接受《環球時報》記者專訪時介紹稱,從設計角度而言,核心艙和實驗艙兩個生活區的功能定位是一樣的,但在細節上略有區別,“比如實驗艙的生活區相對核心艙會稍大一點,同時也爲每個睡眠艙配了舷窗。在成功對接後,中國空間站上就擁有6個睡眠艙,這將爲兩個航天員乘組輪換時,短期6人同時在軌創造條件,爲航天員提供更加便捷、寬敞的工作和生活環境”。

此外,問天實驗艙上配備的一對雙自由度柔性太陽翼也刷新我國航天器在軌使用太陽翼的長度紀錄。這種柔性太陽翼單個翼面展開面積約110平方米,差不多相當於一套三室一廳的面積。而一對太陽翼全部展開後翼展超過55米,比半個足球場還要長。然而這種太陽翼不僅面積大,柔性也大,帶着這樣大的一對“軟翅膀”進行交會對接,控制難度之高堪稱空前。

據《環球時報》記者瞭解,問天實驗艙上兩個碩大的柔性太陽翼一起工作,每天平均發電量超過430度,在地面上,這個日發電量足夠北京市的一個普通家庭用上一個半月。

資料圖

此次問天實驗艙與天和核心艙對接也是中國空間站首次在有人駐守的狀態下迎來航天器到訪。航天科技集團五院問天實驗艙GNC分系統副主任設計師宋曉光在接受《環球時報》記者專訪時表示,此次對接任務有其獨特的難點,在對接時作爲追蹤器的問天實驗艙,尺寸和質量之大均是我國現有航天器之最;所採用的柔性太陽翼具有容易振動的特點,容易對航天器的控制精度和穩定度產生不利影響。上述因素都加大了此次對接的難度。爲此,問天實驗艙的研發團隊採用兩次展開的方式去提高對接的可控性。爲確保對接時空間站以及航天員的安全,中國空間站上還採用了一項名爲“安全橢球”的設計。

中國空間站在軌建造階段,組合體構型多變,飛行姿態模式也將隨之反覆切換。西安衛星測控中心正高級工程師楊永安在接受《環球時報》記者專訪時介紹稱,這會對空間站的飛行姿態穩定性帶來挑戰,“特別是問天實驗艙這種大艙段的加入,對地面測控系統維持空間站姿態穩定的技術能力提出較高要求”。爲此,西安衛星測控中心深入分析任務關鍵技術和過程,全面掌握風險因素,紮實制定應對措施,確保任務風險可控。

問天帶去哪些太空實驗“利器”

問天實驗艙作爲中國空間站首個科學實驗艙,將承擔哪些科學實驗任務呢?

中科院空間應用中心研究員、載人航天工程空間應用系統副總師呂從民介紹稱,空間應用系統問天實驗艙任務以生命科學和生物技術研究爲主,在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗4個領域規劃部署了十餘個研究主題,目前已立項四十餘項科學項目,空間站建成後將持續論證、滾動實施相關科學項目。

問天實驗艙部署了生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃、科學手套箱與低溫存儲櫃、變重力科學實驗櫃等科學實驗設施,配置了艙內外應用任務共用支持設備。其中生命生態實驗櫃以多種類型的生物個體爲實驗樣品,開展多種動植物的空間生長實驗,揭示微重力對生物個體生長、發育、代謝的影響,促進人類對生命現象本質的理解,研究空間輻射生物學和亞磁生物學效應與機制,探索建立應用型受控生命生態系統,爲航天員在軌輻射損傷評估、防護提供科學依據。

生物技術實驗櫃以組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品爲對象,探索微重力環境下細胞生長和分化規律與機制,爲人類健康、生殖發育提供理論基礎;探索重力效應對生命起源和進化影響;在高效蛋白質/多肽藥物、納米晶骨骼生物技術等方面取得突破性發現,對指導組織工程、生物醫藥的研究和應用發揮重要作用。

科學手套箱提供潔淨密閉空間和溫溼度環境控制,配置靈巧機械臂具備細胞級精細操作能力;手套箱爲航天員操作多學科實驗樣品提供安全、高效支持。

變重力科學實驗櫃爲科學實驗提供0.01G至2G高精度模擬重力環境,採用先進的無線傳能和載波通信技術,支持開展微重力、模擬月球重力、火星重力等不同重力水平下的複雜流體物理、顆粒物質運動等科學研究。

在問天實驗艙外還部署了能量粒子探測器、等離子體原位成像探測器,用於獲取空間質子、電子、中子、重離子和等離子體等環境要素數據。