我国为啥要建太空新家“天宫”空间站,3年后美国会找我们合作吗

2021年到了,在这里首先祝各位粉丝朋友和广大条友,新年快乐,鸿运当头。

首先感慨一下,不知道大家相不相信运气,反正我是觉得,这些年,我国的国运就像飞驰的高铁,越开越快,挡都挡不住。就算碰到一些磕磕绊绊,最后都会逢凶化吉。最明显的就是去年年初的新冠疫情,大家从最初的惊恐彷徨,谁能想到,到了年尾,通过大家齐心协力,我国竟然成了全世界控制疫情最成功的国家。外贸行业,利用外国封锁,不能正常生产的机会,还加大出口,大赚了一笔,真是深刻体会了易经中,否极泰来的含义。

我国科技界这两年也是喜讯频频,今天我们来聊一聊,中国航天人在2021年的头等大事,在太空建一个新家,"天宫号"空间站

说起太空空间站,我们先回到那个激情燃烧的60年代,那时,美苏争霸正处于最激烈的时候,两个超级大国的竞争也延续到了太空领域。在载人航天方面,苏联第一个将人类送入太空,拔得头筹。美国不甘心,在随后的载人登月,抢在了苏联前面。苏联自然要挣回面子,于是宣布了一件震惊世界的大事情,建造一个可供人类长期生存的太空空间站。

经过多年努力,苏联在1971年发射了人类历史上第一个空间站"礼炮一号",并在随后的10年中,又陆续发射了2-7号共7个"礼炮"系列空间站。总体来说,前期的几个都不太成功,到了最后两个型号,苏联的空间站技术已经非常成熟,远超美国同期水平。

这里插一句,"礼炮七号"空间站的名气很大,都被拍成了电影,据真实披露,当时在空间站的苏联宇航员,两批人,在不同的时间,都看到舱外有金色的天使,向他们微笑,同时每个人都进入一种无法言语的舒畅状态。后来改编的电影《太空救援》也如实再现了这个桥段。到底这个天使是太空异象还是外星人,就无法判断了。

到了80年代,苏联更加强势,直接建造大六倍的"和平号"空间站,并持续运行了15年。"和平号"的诞生既是一个里程碑,同时又生不逢时,它的命运让人扼腕叹息,这个我们待会在说。

70年代,在"礼炮"空间站的同期,美国也发射了天空实验室,它可以算是个简易的空间站,是用"土星5号"的三级火箭箭体改造的,吨位达77吨,1973年发射后,总共上去了9个宇航员,只使用了1年,就废弃了。之后,美国在空间站领域一直就乏善可陈,采用的策略就是借鸡下蛋,利用苏联的"和平"号空间站和后来的国际空间站来搞研究。苏联和后来的俄罗斯,如果不是迫不得已,估计也不会让美国参与进来摘桃子。

1986年发射的"和平号"空间站,完全体现了巅峰时期的苏联强大的工业,航天和经济实力,重124吨,远超之前的所有空间站,可以让人长期在上面生活,有个苏联宇航员在上面待了438天的最高记录。空间站总共飞行了15年,绕地球8万多圈,毫不夸张的说,"和平号"就是苏联人的骄傲和荣耀。

可是刚过了5年,苏联解体了,一切都变了,俄罗斯拿不出那么多钱,俄罗斯宇航局不得不将空间站对国际开放,通过国际合作赚钱,来维持空间站的运营。这时美国看到了机会,其实美国一直眼馋苏联的空间站,也想自己建一个,但是苦于没经验,可是美国人有钱啊,于是在1993年与俄罗斯达成合作,主要美国人出钱,俄罗斯出技术,在拉上一些其他小伙伴,一起建造一个新的大型空间站,也就是后来的"国际空间站"。同时还要允许美国参与现有的"和平号"空间站的运营,分享相关经验。美国的加入,给"和平号"又续了5年的命,到了1998年,一方面,空间站的老化故障频发,另一方面,美国人该学的也都学的差不多了,于是终止了合作,撤出了自己的宇航员,同时强烈要求俄罗斯,沉掉"和平号"空间站,好全身心的投入"国际空间站"的建设。

当时,俄罗斯几百个科学家和宇航员都去政府请愿,不要销毁"和平号",这可是他们的心血,舍不得啊。其实按照科学家的估计,只要投钱,空间站再运行了4-5年没有问题,当时也想了很多办法,甚至想把空间站卖给电影公司,作为拍摄太空题材的基地,可是最终都没有成功,2001年3月,"和平号"坠毁在了太平洋,结束了15年的使命。

而原来为"和平2号"空间站准备的核心设备,最终都嫁接到了以美国主导的"国际空间站"上去了。"和平号"的命运,想想不免让人唏嘘,一人,一物,其实都与国家的命运息息相关,只有一个强大的祖国,才能保证人尽其才,物尽其用。

现在,我们头顶上只剩下了"国际空间站",高400公里,每隔1个半小时就会从我们头顶划过,已经运行了10来年。它由16个国家花了近10年才建成,2010年正式使用。毫不意外的,16个国家里没有中国。网上说是美国怕我们窃取他的技术,所以不让我国参加,我后来看到,天空二号总设计师朱枞鹏在一次演讲中说,当年我国压根就没有申请加入这个国际空间站。

其实,到底为何没有参加,并不重要,重要的是,欧美防着我国的这个疑心病一直很重,就像后来欧洲搞的伽利略卫星导航系统,中国一开始加入了,大家合作的很愉快,可是没几年,欧洲就开始处处给我们小鞋穿,光让你掏钱,不让你参与决策,逼得你自己推出,最后,我国也不再去趟他们的这趟浑水,专心发展我们的北斗系统。现在好了,10来年功夫,去年,我国北斗55颗卫星都发射完了,北斗系统正式完成,欧洲的伽利略系统才发射了26颗卫星,离最终完成还遥遥无期。欧美这种,总是担心"有刁民要害朕"的心态,说穿了就和我国明清时,闭关锁国,自以为天下第一,别人都是有求于我的心态一样,最终的结果,历史已经呈现了,我国是吃过一次亏的,不会重蹈覆辙了。

那为什么,这么多国家都要参与空间站的建设,有什么好处吗。

最直接的好处就是经济利益,大家可能想不到,空间站在遥远的太空,通过遥感技术,可以寻找地球上的矿藏和石油,而且收获巨大,当年"和平号",发现了10多个金属矿和100多个油田,价值已经抵得上整个空间站的费用。

其次,我认为也是最主要的,就是研究人类如何在太空中长期生存,为将来的宇宙征途积累经验,空间站就提供了一个绝好的平台。比如目前,我们飞到火星要250天,一个来回要近1年半,这么久,我们的身体在失重条件下能适应吗,吃喝拉撒怎么解决,在地面轻而易举的事,到了太空都是问题了。这里插一句,目前宇航员在太空中是不洗澡的,都是拿湿巾擦擦就算了,倒不是技术上做不到,主要是空间有限,成本太高,洗一次澡,光水的成本就要上百万美元,确实有点下不去手。

通过对空间站宇航员的长期观察,还真发现了一个重大隐患,那就是非常严重的骨质流失问题。我们在地面上,随着年龄的增长,也会发生钙质流失,但是在太空中,流失的速度却快的多,宇航员在太空中,1个月的骨质流失,相当于地面上1年的量,而我们的肌肉会对骨骼有个向内的作用力,如果在太空待得时间太久,肌肉就可能把骨头压折了。就好比执行一次火星探测任务,来回要18个月,骨质流失相当于地面的18年,年级大点的宇航员,可能一不留心就莫名其妙的骨折了。好在,科学家发现了解决的方法,通过药物或者坚持锻炼,能有效解决这个问题。

另外,在太空环境下的科学研究,也都将转化为造福人类的成果。有一个实验很有意思,和大家聊一下。美国将一对双胞胎宇航员,其中一个送到"国际空间站"待了300多天,另一个留在地面,然后对兄弟俩从里到外检查比较了一番,发现在太空中的哥哥,他的DNA中,延缓细胞衰老的那部分端粒,比在地面上的弟弟要来的长。也就是说,长期呆在太空,人的寿命可能会变长,至于如何会造成这种现象的,目前还在研究。如果真是这样,那将来当宇航员就更加抢手了。

说了那么多其他国家的事情,接下来言归正传,聊一聊我国即将发射的"天宫"号空间站和航天人的飞天梦。

说起飞天,除了想到"飞天"茅台,航天人都会想到万户飞天的典故,简单分享一下这个故事。

明朝时有个叫万户的官员,精通火药和木匠,他的好友被人陷害之后,他厌倦了人世间的生活,想要飞到与世无争的月亮上去。于是他造了一个鸟状的椅子,椅背后面捆绑了47支火箭,手里握了2只风筝,在一个明月当空的夜晚,来到山顶,点燃了火箭,飞椅直冲云霄,后来当然摔死了,但他的壮举,被航天界誉为世界航天第一人。

新中国成立后,到了70年代,见证了美苏太空争霸的实力后,毛主席触动很大,他认为,如果我们连一个土豆都无法送上太空,怎么能称为强国,于是在他的关心下,我国的载人航天事业正式启动。我国成功发射了东方红卫星后,航天人想再接再厉,把中国人送上太空,连飞船的名字都取好了,叫"曙光号",可是后来因为种种原因,项目下马了。

这一等就是20年,许多老航天人都退休了或不在了,直到1992年,我国的载人航天项目才又重新启动,并确定了分三步走,花30年时间,建成我国独立自主的太空空间站"天宫号",这是属于我们中国人自己的太空家园。

也正是因为这个项目,2003年,杨利伟搭乘飞船,成为我国第一个飞上太空的宇航员。顺便说一下,我们在电视里看到杨利伟回到地球后,微笑的样子,实际上,据他的自传《天地九重》透露,在升空的过程中,他以为自己就要牺牲了,因为当火箭飞到30-40公里高时,飞船发生了非常剧烈的震动,就像要把人的五脏六腑都要震碎了一样,相当痛苦,整个过程持续了26秒钟。后来调查发现,他碰到了所谓的POGO震动。简单的说就是,火箭有8个发送机,每个的功率都会有波动,这个波动会激起火箭纵向震动,一旦在一些条件下形成火箭共振,那对里面的宇航员就会造成重大影响。后来这个问题,火箭专家花了5年时间,完全解决了。

经过多次载人飞船和天宫试验舱的测试,我国宣布,在今年也就是2021年上半年,"天宫号"空间站正式开工发射。先发射空间站的核心舱"天和"号,之后,在陆续发射两个实验舱"问天"和"梦天"。预计到明年,也就是2022年,整个空间站建成。

它由三个圆柱形的飞行舱组成,成"T"型,说到圆柱,大家有没有想过,为什么所有的空间站都像水桶拼接一样,就不能搞个科幻点的造型,比如三角形什么的。原来,这个还是从发射成本的角度考虑的,太空舱既要轻,又要容积大,想来想去,只有圆柱体最合适,毕竟到了太空,人都是漂浮的,上下空间都可以用到。

整个空间站,总重66吨,预计使用年限为10年。平时待3名宇航员,最多可以挤6人。规模上还是要比"国际空间站"小很多,但这可是我们独立完成的。

有报道说"国际号空间站"将于2024年退役,到时天上只有我们一家,美国会不会反过来想和我们合作。

实际上这种可能性很小,首先,国际号空间站的使用寿命是可以延长的,就像当年俄罗斯的"和平号"空间站,设计寿命5年,但最终修修补补用了15年。所以使用寿命不是问题。其次,客观的讲,现在国际上有一个普遍的看法,就是航天发展的趋势,是要往深空发展,也就是月球,火星,乃至更远的木星。而现在的空间站都是近地轨道,绕着地球飞的,探索的价值相对低了一些。 最后还有一点要承认,美俄的近地空间站研究,已经开展了近50年了,该做的实验,该研究的项目都做的差不多了,潜力大不如前。现在通过探测器,比如月球探测器,火星探测器等,反而能带来更多的科研成果。

虽然绕地球飞的空间站潜力下降了,但是绕月球飞的就不同了。据美国航空航天局(NASA)2018年提交给白宫的报告,他们准备在2022年建造一个月球空间站,名叫"月球轨道平台",为下一步登月打基础。顺便说一下,以后的登月方式可能会变,与阿波罗那会儿不一样了。美国,俄罗斯都有这方面的设想,就是先建个月球空间站,宇航员先到空间站休息,然后在找机会登陆月球。

既然如此,那我国为什么还要建设"天宫号"空间站呢。

因为,首先我们要补上缺少的这一课。要承认的是,在载人航天方面,我们还是落在美俄之后的。很多他们早已掌握的技术,我们才刚刚开始接触,比如太空对接技术,宇航员要进入空间站,飞船就要与空间站以每秒7.8公里的速度对接,大家可能对这个速度没有概念,这是比子弹出膛速度快8倍,难度可想而知。还有许多类似于太空生存,大型空间设备运营等,都是以后登陆月球,探索火星用的上,所以这一课必须要补上,当年美国靠的是利用俄罗斯的经验来快速提高,我们不靠别人,靠自己的踏踏实实,从头做一遍,心里就踏实了。

另外,现在的国际关系还是遵从丛林法则,只有你有这个实力,别人才会尊重你,邀请你加入他们的圈子。就好比美国可能要搞的月球空间站,现在放出的风声,大概率也是像国际空间站一样,邀请有实力的国家一起来搞,日本俄罗斯都表示出了浓厚兴趣。如果中国不展现一下实力,美国会让我们参加?绝不可能。

不管怎样讲,我国都是世界上第三个独立掌握和发射空间站技术的国家,有了这个平台,以前拉下的生物,医药,材料,天文等各领域学科都会奋起直追,拉动我国的科技和经济跃上一个新的台阶。

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页面更新:2024-04-20

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