天和不如国际空间站?这项关键技术的突破,让发电量翻倍
4月29日,长征5B搭载天和核心舱从海南文昌顺利升空,开启了中国新一代大型空间站建设的序幕。相比此前的天宫一号和天宫二号,这次我们的新一代空间站不仅体型大、舱段多、设备全,而且在轨时间还长。初步预计它可以服役10年以上,至于能够超过10年多久,就看我们的维护水平了。按照中国航天以往的冗余量传统来看,估计服役时间翻几倍都不稀奇。
这是我国第三个空间站,不是第一个
值得一提的是,这次我们新一代空间站建设速度飞快,从天和核心舱升空,到后续问天、梦天、巡天等舱段的上天,前后不过一年多的时间,预计到2022年,就完成在轨建设,相比国际空间站十几年漫长的建设过程,真是堪称闪电一样飞快了,而这也得益于长征五号系统运载火箭的成功。另外,4月29日的发射,也和美国猎鹰9一起,创造了世界重型火箭家族两发间隔时间最短的纪录。
别问那么多,速度就是快
不过,也有观点认为,从外观来看,我们的新一代空间站规模似乎还不如国际空间站,特别是空间站拥有巨大的太阳能电池帆板和桁架结构等第三代技术,而我们的看起来更传统,似乎是苏联"和平"号空间站的翻版,在气势上稍逊一筹。说实话,很多人都有这种感觉,但实际上,情况并不是这样的。
左边是国际空间站,右边是我们的
从体型来看,国际空间站的确比较大,多个国家这么多年"蚂蚁搬家",运上去很多舱段,但这些舱段的直径都不如咱们的新一代空间站。而且国际空间站的很多舱段是重复建设,比如为了对接俄罗斯的舱段,光节点舱就搞了好几个。每个舱段的功能也较为单一,比如为了航天员出舱,美国还专门搞了一个气压舱,而咱们的天和则将节点舱和气压舱合二为一,接口也都是统一标准的,不需要转接。
国际空间站大而不精
这一点,就像055驱逐舰一样,咱们的055就是一台设备将多种功能整合到一起,比如训练系统和作战系统合二为一,火控系统和对海对空搜索系统合二为一,这才保证了它的排水量控制在12800吨左右。如果按照美俄的传统思路,055的排水量2万吨都打不住,将对动力系统提出极大的考验,或许只有核动力才能解决了。
有时候,并不是越大越好
国际空间站看起来大,还有一个重要原因,那就是它拥有巨型的太阳能电池板和金属桁架。如果取消这些结构,你会发现它的舱段容积比我们大不了多少。这就像毛发蓬松的鸟类和宠物猫狗一样,洗个澡就原形毕露了。
洗完之后,可能是这样的
去掉太阳翼之后,也大不了多少
而我们的空间站,由于采用了新一代的薄膜太阳能帆板技术,光能转换为电能的效率从国际空间站的15%以上,提升到30%以上,这使得我们仅通过天和、问天、梦天三舱的太阳帆板,就能获得相当于国际空间站80%的电能,如果再加上神舟、天舟和新一代载人飞船,咱们总的发电量与国际空间站是不相上下的。
我们的空间站太阳能电池板更先进
另外,由于国际空间站发电效率较低,大量光能被转换成热能,因此与和平号等上一代空间一样,需要设置专门的散热板。它们长得很像太阳能帆板,导致外观看起来更"炸毛",更"蓬松",而咱们的新一代空间站不需要支楞起专用的散热板。
波浪形的就是散热板
这一切,并不是我们自夸,打鸡血,而是得益于科技的进步,相比国际空间站,我们毕竟拥有后发优势。而更值得一提的,天和、问天、梦天、巡天全部部署到位之后,只是新一代空间站的一期工程,咱们还有一个二期拓展功能,计划在适当的时机,将天和的地面备份舱也发射上去,甚至还包括一个意大利舱段,到时候,咱们的空间站"适用面积"就超过国际空间站了。而按照一期工程的建设速度,二期的"期房"也会在几年内完成。
我们的空间站还有二期工程
另外,目前中美在空间站的竞争已经从近地轨道拓展到环月轨道,甚至是月面站,美国计划在2024年重返月球和建设月球空间站,但是按照它现在的速度,可能如法如期完成,说不定我们到时候还能抢个先。所以在享受天和成功发射的喜悦时,有些人就不要妄自菲薄了,只要我们自强不息、脚踏实地,中国的月亮可能比外国还要更圆一点。
我们的征途是星辰大海,不是一句空话