Skip to Content Facebook Feature Image

天舟三號已與空間站對接 天舟二號為何還未脫離? 不僅僅是做垃圾桶那麼簡單

博客文章

天舟三號已與空間站對接 天舟二號為何還未脫離? 不僅僅是做垃圾桶那麼簡單
博客文章

博客文章

天舟三號已與空間站對接 天舟二號為何還未脫離? 不僅僅是做垃圾桶那麼簡單

2021年09月21日 13:00 最後更新:09月23日 11:12

神舟十二號航天員圓滿完成任務,已經於9月17日順利返回地球。與天和核心艙對接的天舟二號貨運飛船已經完成使命,照理說應該脫離空間站,受控離軌並且在大氣層中燒毀。然而神舟十二號飛船返回後,天舟二號並沒有跟著離開空間站,根據來自中國載人航天工程辦公室的消息稱,就在9月18日10時25分,天舟二號飛船從天和核心艙後向端口分離開了,但它並不是要降落到地球上,而是圍著天和號核心艙繞了個彎,從後向端口繞飛至節點艙上的前向端口,與其中的一個端口完成了自動交會對接。

天舟二號從後向端口繞飛至天和號的前向端口,與其中的一個端口完成了自動交會對接。

天舟二號從後向端口繞飛至天和號的前向端口,與其中的一個端口完成了自動交會對接。

為什麼要把天舟二號挪個位置呢?其實該任務既試驗了天舟二號與節點艙的交會對接能力,也為天舟三號與天和號核心艙後向端口對接騰出了位置。

更多相片
天舟二號從後向端口繞飛至天和號的前向端口,與其中的一個端口完成了自動交會對接。

天舟二號從後向端口繞飛至天和號的前向端口,與其中的一個端口完成了自動交會對接。

9月20日在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的天舟三號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體交會對接。

9月20日在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的天舟三號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體交會對接。

航天員在太空站踩健身單車。

航天員在太空站踩健身單車。

7月4日,劉伯明、湯洪波先後從天和核心艙節點艙成功出艙,完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作台等工作。

7月4日,劉伯明、湯洪波先後從天和核心艙節點艙成功出艙,完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作台等工作。

「天舟二號-天和核心艙-天舟三號」的「一」字形三艙結構。

「天舟二號-天和核心艙-天舟三號」的「一」字形三艙結構。

9月20日15時10分,搭載天舟三號貨運飛船的長征七號遙四運載火箭,在中國文昌航天發射場點火發射。約597秒後,飛船與火箭成功分離,進入預定軌道。天舟三號貨運飛船入軌後順利完成入軌狀態設置,於當日22時08分,採用自主快速交會對接模式成功對接於空間站天和核心艙後向端口。

中國載人航天工程辦公室介紹說,天舟三號裝載了航天員生活物資、艙外航天服及出艙消耗品、空間站平台物資、部分載荷和推進劑等,與天和核心艙及天舟二號組合體完成交會對接後,轉入三艙組合體飛行狀態。

9月20日在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的天舟三號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體交會對接。

9月20日在北京航天飛行控制中心大屏拍攝的天舟三號貨運飛船與在軌運行的空間站組合體交會對接。

有人說,之所以還把天舟二號留在軌道上,是因為要給接下來的神舟十三號太空人裝垃圾,等垃圾裝滿之後,就可以讓它脫離、帶著一船廢物墜落了。果真是這樣嗎?

航天員在太空生活,他們每天都需要消耗一定數量的物資,吃穿用也會產生大量廢棄物和排泄物。太空裡沒有下水道,你沒辦法將廢物一沖了之,只能用特制的容器密封起來,定期存放在貨運飛船裡。航天員在太空中穿髒的衣服也不能拿洗衣機洗滌晾乾再穿,空間站裡水資源有限,用來洗衣服成本太高,所以內衣穿幾天之後就打包扔進貨運飛船。太空科學實驗所使用的一次性工具、設備以及它們的包裝,因為沒必要保留,通常也都會隨著貨運飛船一起在大氣層中燒掉。

航天員在太空站踩健身單車。

航天員在太空站踩健身單車。

那為什麼天舟二號已經完成了任務,科學家依然不肯放棄它?因為本著物盡其用的原則,天舟二號貨運飛船除了拿來運貨,它同時也肩負著其它功能,以及重要的科學使命。

天宮空間站是中國第一個空間科學技術和太空研究基地,盡管有之前天宮一號、天宮二號打基礎,新的空間站無論從體量還是先進性方面都上了不止一個台階。在空間站建設初期,我們還有許多技術需要驗證,有許多功能需要反復實驗,以確保萬無一失。

天宮空間站在2022年將迎來兩個重量級部分:20噸級的「問天號」與「夢天號」實驗艙,這兩個艙長約14.4米、最大直徑達4.2米,但它們沒有機動能力。空間站與實驗艙的對接需要「以我為主」——由長征五號運載火箭把實驗艙精確地送到空間站軌道前方,再由空間站慢慢加速靠近,對接到核心艙的前方端口上。把實驗艙對接上之後,航天員操控機械臂「抓住」實驗艙,再將它轉體90°,送到節點艙側向的端口對接,從此固定在那裡。

7月4日,劉伯明、湯洪波先後從天和核心艙節點艙成功出艙,完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作台等工作。

7月4日,劉伯明、湯洪波先後從天和核心艙節點艙成功出艙,完成在機械臂上安裝腳限位器和艙外工作台等工作。

但是中國建設空間站是「大姑娘坐轎」—— 頭一回,實驗艙能不能順利轉位對接,誰也沒試過,機械臂好不好用?中間可能會遇到什麼問題?只有實際做過才能知道。在實驗艙發射上天之前,天舟二號正好可以充當這個實驗品。

天舟二號在完成物資補給任務之後,地面控制人員發出指令,它會自動轉移到核心艙前方,模擬未來的實驗艙進行自動交會對接,然後停靠在節點艙前向端口,同時完成電路、液路對接、測試前向燃料補加。接下來神舟十三號飛船將對接到節點艙下方的徑向端口,航天員進入空間站後,手動操縱機械臂抓住13噸的天舟二號模擬實驗艙轉位對接工作。

在這些實驗完成之後,天舟二號才算最終完成使命,可以用來裝垃圾、擇機離開空間站返回大氣層了。

天舟二號還有一個重要功能被許多人忽略:它還是空間站上的一個平衡器。

我們知道當空間站以7.68公里/秒的速度繞地球飛行時,它產生的「離心力」與地球引力相互抵消,於是空間站會呈現「失重」狀態,就像是漂浮在太空一樣。這時候你哪怕是對它施加一個很小的力,都能讓它的姿態發生變化。天舟三號對接在核心艙的後端,這兩個組合體的質心(重心)位於核心艙後部,而節點艙位於最前端。當神舟十三號從側向對接時,只要兩個對接口一接觸,核心艙就會發生扭轉,這很容易造成對接失敗。

「天舟二號-天和核心艙-天舟三號」的「一」字形三艙結構。

「天舟二號-天和核心艙-天舟三號」的「一」字形三艙結構。

現在我們把天舟二號接在核心艙前邊,形成「天舟二號-天和核心艙-天舟三號」的「一」字形三艙結構,就可以把組合體的重心大幅度前移到中間位置,神舟十三號對接過程中碰撞的偏轉力矩縮小,對接成功的概率大幅度提升。並且天舟二號推進艙的發動機也能作為空間站推進控制系統的備份,幫助對接後更快地穩定空間站姿態。

在實驗艙完全安裝到位之前,貨運飛船始終要充當一個平衡重心的作用,以後天舟三號在退役前也會轉到空間站前邊,等神舟十四號對接完了再退出軌道。

與其它的貨運飛船不同,天舟二號飛船除了運貨,它還承擔了非常復雜的科學實驗任務:需要驗證未來實驗艙的自動對接、機械臂轉抓取轉位;驗證備份推進技術、姿態控制技術、前向燃料補加與供電;改變空間站重心、為載人飛船徑向對接提供保護。由此可見,我們的天舟二號其實是一個多面手,它也將是服役時間最長的一艘貨運飛船。當然啦,貨運飛船在脫離前總會盡量帶走所有垃圾,這本來就是它分內之事。




毛拍手

** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **

中國大陸海關總署9月19日以從台灣進口的番鬼荔枝和蓮霧中發現害蟲為由,決定從20日起暫停這兩種臺灣水果輸入中國大陸。

中國大陸海關總署周日發佈通知稱,今年多次從台灣進口的番鬼荔枝和蓮霧中檢出檢疫性有害生物介殼蟲「大洋臀紋粉蚧」,決定從9月20日起暫停進口。

介殼蟲是番鬼荔枝常見害蟲。

介殼蟲是番鬼荔枝常見害蟲。

對於中國大陸封殺台灣這兩種水果,台灣農委會主委陳吉仲表示,自從今年3月菠蘿遭中國大陸禁止輸入之後,已經針對可能受影響的品項進行討論,因此這兩種水果會比照菠蘿,已準備新台幣10億元專案經費,將全力採取相關因應措施保障農民權益。

台灣農委會主委陳吉仲。

台灣農委會主委陳吉仲。

據農委會統計,台灣番鬼荔枝年產量約5萬7000公噸,蓮霧年產量約5萬公噸,2021年外銷中國大陸分別為1萬3588公噸及4792公噸,分別佔總產量23%及9.6%。大陸禁令對番鬼荔枝的影響較大。

台灣農委會主委陳吉仲表示,台灣已告知大陸方面,如果北京不在9月30日前對台灣通過現有雙邊機制解決該問題做出回應的話,台灣將把大陸告到世貿組織的仲裁機構。

但分析指出,美國對中國開大貿易戰並狂加關稅,世貿組織亦未能處理,台灣番鬼荔枝和蓮霧這等小風波,相信亦難跟進。

分析指大陸這次對台灣番鬼荔枝和蓮霧出手,和台灣不斷推動駐外辦事處正名有關。

駐美國台北經濟文化代表處不斷推動更名,去年12月中,成功遊說得美國78名美國眾議員聯名致函當時的國務卿蓬佩奧,呼籲將駐美國台北經濟文化代表處更名為「台灣代表處」。今年7月中,美國眾議院外委會也通過「確保美國全球領導地位及參與法案」(老鷹法案),其中在「台灣外交檢討法案」中要求美國國務卿與駐美代表處諮商,將駐處名稱更改為「台灣代表處」。

英媒《金融時報》9月10日更爆料稱,台灣的「外長」一行人等,在美國和美方商討,讓台灣的「台北經濟文化代表處」更名升級為「台灣代表處」。

民進黨立委邱志偉及許智傑更召開記者會,呼籲「外交部」盡速成立「駐外館處更名工作小組」,化被動為主動,積極推動我國110處駐外機構統一更名為台灣。

台灣的更名行動,惹來大陸的反應,在中秋節水果銷售旺季暫停進口台灣番鬼荔枝和蓮霧,相信只是開始。

你 或 有 興 趣 的 文 章