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中国空间站启动二次扩容升级

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五年前,神舟十二号载人飞船将聂海胜、刘伯明、汤洪波送入空间站,开启了中国人在轨驻留的新篇章。五年来,这座太空实验室,承担着我国空间科学实验等多重使命。但随着各类科研项目不断取得进展,现有的空间和功能渐渐难以满足发展需求。

中国空间站启动二次扩容升级  第1张

中国空间站启动扩建工程 从T字构型升级为十字构型 在轨实验已达267项

中国空间站将启动扩建,由当前的T字构型逐步过渡到十字构型。根据最新披露的信息,扩容的直接原因是现有实验设备与空间接近饱和,同时天地往返任务密度增加,急需更多缓冲空间。

扩建动因:实验空间饱和与任务排队

“一句话:不够用了。”这是来自官方渠道的评价。中国空间站已实施了267项科学与应用项目,仅过去一年就新增86项在轨实验,上行科学物资1179公斤,下行样品105公斤,获取数据超过150TB。大量的科研任务和频繁的人员、物资往返,使得现有区域趋于满载。

“科研需求在增加,随着实验越来越多,现有设备都趋于饱和了;天地往返任务也越来越多,任务密集时容易出现排队等待,缺乏足够的应急缓冲空间。”——中国航天科技集团一院研究员 钱航

升级路线:十字构型与既定规划

早在设计之初,科研团队已为空间站预留扩展接口,扩建属于载人航天工程规划的既定环节。升级后的十字构型将提供更多对接端口和实验舱位,承载更复杂的太空实验。

典型案例:航天医学实验持续开展

端午节假期最后一天传回的消息显示,神舟二十三号乘组在空间站使用笔记本电脑及相关实验软件,完成了信任与协同机制、航天人机信任等项目实验,并使用近红外脑功能成像设备开展了空间脑网络时变特性实验。这类精细实验对设备与环境要求极高。

  • “T字构型”指当前空间站主体由核心舱与两个实验舱呈T形连接;“十字构型”将在T形基础上增加径向对接口,形成类似于“十”字的对称结构,以容纳更多科学载荷。
  • 扩建后将有效缓解设备饱和局面,并为后续长期驻留和深空探测积累经验。
中国空间站启动二次扩容升级  第2张

中国空间站计划扩建 未来驻留人数与在轨时长将逐步增加

我国空间站计划长期在轨服役,现阶段可同时保障3名航天员日常工作与生活。随着未来驻留人数和在轨工作时长的逐步增加,空间站需要完善生活、锻炼、应急保障等配套条件,以提升航天员在轨生活的舒适度和作业安全性。

“希望通过扩大我们空间站的规模,来实现我们在空间科研方面的规模进一步增加,这样也可以为更多的科研单位提供在轨进行科学研究的机会。”——国际宇航联空间运输委员会主席 杨宇光

功能拓展:从实验平台到综合性太空枢纽

除了开展各项实验,空间站还能承担航天器维护、设备检修等在轨服务工作。现有布局在舱外作业、物资存放等方面存在局限,扩建之后,空间站将进一步丰富功能,朝着综合性太空枢纽的方向发展。

  • 在轨服务工作:指航天员或机械臂在太空中对航天器、设备进行日常维护、故障排查、零部件更换等操作,以延长设备使用寿命、保障任务持续运行。
  • 综合性太空枢纽:一个能够同时支持科学研究、航天器维修、物资中转、国际合作等多任务集成的空间站形态,区别于单一的实验平台。

国际合作:加快空间站国际化布局

我国已经开启了航天大门,走向国际化发展。按照计划,中国空间站还将迎来巴基斯坦航天员,后续可能出现更多国外航天员合作,国际合作项目也可能继续增加。这一升级趋势,既回应了科研单位对更多在轨研究机会的需求,也拓展了中国空间站作为国际科研平台的服务能力。

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中国空间站扩建计划公布:T字变十字再升级干字型 新增综合舱段

中国空间站当前由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成标准T字构型。随着任务数量增加,扩容已提上日程。按照规划,第一阶段扩建将新增一个综合舱段,使整体构型从T字变为十字。

十字构型:新增停泊点位与出舱通道

建成十字构型后,飞船停靠点位将增多,可实现多艘飞行器同时驻留。航天员出舱作业的通道也会增加,多人同步开展舱外工作将成为常态。实验设备与储物空间将同步扩充。

全国空间探测技术首席科学传播专家 庞之浩:一般是用长征五号B火箭发射20吨级的多功能扩展舱,这样它对接在天和核心舱前向对接口上,空间站就可以由这个T字形变成十字形构型,以后还可以增加更多的舱,因为新增的舱段本身就有多个停泊口出舱口。

远期规划:十字升级为干字型 六舱组合体

完成第一阶段升级并稳定运行后,远期计划继续新增舱段,可再对接两个实验舱,使空间站由十字形升级为更大的干字形,容量进一步提升。届时将打造规模更大的六舱组合体,各舱段分工更加细化,不同领域的科学实验可分区开展,航天员驻留规模也会相应提升。

通用化设计:降低改造难度 提升运行稳定性

整套扩建方案最大的特点是通用化设计。所有舱段、接口标准统一,新舱段对接后可快速适配原有系统,无需对现有设施进行大幅改造。该设计既降低了扩建难度,也提升了运行稳定性。

  • 第一阶段:新增综合舱段,T字变十字
  • 远期:再对接两个实验舱,十字变干字
  • 最终目标:六舱组合体,各舱段分区作业
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中国空间站规划升级为六舱“干”字构型,规模将翻倍至180吨级

据中国空间站系统总设计师杨宏透露,我国空间站当前正在规划新一轮扩容升级。升级完成后,其构型将由现有的三舱“T”字结构,进一步拓展为六舱“干”字形构型,整体规模也将从目前的约90吨级跃升至最大180吨级。

本次扩容不仅是规模的简单增大,更代表着空间站在综合能力上的全面升级。这一规划意味着中国空间站将从一个单一的航天员驻留平台,逐步演变为一个集科学实验、技术验证与天文观测于一体的复合型超级太空平台。

巡天望远镜将于2027年发射,与空间站共轨飞行

根据规划,计划于2027年择机发射的巡天空间望远镜,将与空间站保持共轨飞行状态。这一设计旨在解决传统望远镜与空间站近距离共处时面临的观测精度问题。

总台记者张棉棉报道称,在空间站上,航天员的日常走动以及各类设备的振动,都可能对望远镜的观测精度产生干扰。让巡天空间望远镜独立飞行,既能够保障其观测精度,又为其未来在需要维护时返回空间站进行对接维修预留了通道。

巡天空间望远镜作为与空间站长期共轨伴飞的光学设备,其核心优势在于:平时在轨独立运行以保持高精度观测状态,遇到故障或需升级维护时,再与空间站对接,利用站上资源进行在轨维修。

专家:扩容将为中国空间科学创造更大科研机会

航天专家杨宇光指出,中国空间站随着规模的扩容,将为各项科研工程以及未来的深空远征,提供一个更加理想的实验平台。

杨宇光表示,随着它的扩容,科研机会会更多,科研人员开展相关研究也将拥有更加从容的步伐,这对于整个中国的空间科学事业都具有非常重大的意义和价值。

空间站从90吨级扩容至180吨级,意味着舱段数翻倍,其内部可承载的科学实验机柜、生命保障系统以及燃料储备能力均将获得大幅提升。这不仅增加了同一时间可开展的实验项目数量,也为未来开展更长时间、更复杂的空间科学任务创造了基础条件。