海納百川》中國空間站展現航太實力(趙爾東)

過去10年中國已經發射了200多枚火箭,圖爲搭載神舟14號載人飛船的長征2號F遙14運載火箭在酒泉衛星發射中心點火發射。(圖/新華社)

最能展示現代中國實力的,想必是在上世紀中葉積弱多年之後,大陸以7.5%的世界總土地面積、人均水源遠低於世界水準,養活了18%的世界總人口,且通過脫貧攻堅,實現人民豐衣足食、成功跨越了中等收入國家陷阱所顯示的實力。

但大陸航太也展示出實力,繼一些西方媒體關注評論北斗、超算、嫦娥之後,最近美國太空網站發表了一系列多篇對中國空間站的評論,基本上綜述了中國空間站的特色,這是否與 「國際空間站ISS」 將於2030左右關閉的傳聞有關?

最早建立空間站的是美國,闕功至偉,於1973-1974就先後有3批太空人進駐80公噸級的「天空實驗室SkyLab」,由當時負責美國阿波羅Apollo 載人登月的德國工程師馮布朗博士同時負責。SkyLab爲Apollo 驗證了許多載人登月必要關鍵技術,如太空員安全返回地球的 「再進入Re-entry」,SkyLab在軌僅半年,但完成了人類載人登月的階段性任務。

蘇俄 (前蘇聯與俄國) 是全球第二個成功建設空間站者,其130公噸級的 「和平號 Mir」 是當時最大、在軌最久的空間站,從1986 到 2001連續15年多有太空人進駐,爲人類在太空的貢獻巨大。惜或因蘇聯改制與預算受限於2001年關閉,受控燒燬於大氣層。

ISS源自美國於1984年構思,由美國與蘇俄主導,另有加拿大、歐盟、日本共15個國家參與建設一個永久性有太空人進駐的空間站。ISS分爲兩大部分,由蘇俄利用Mir衍生基礎負責於1998在軌建設先行,美國以載人登月成功負責後行。按 美76.6%、日12.8%、歐8.3%、加2.3%的出力比例分別負責,其他的15國參與較小。ISS的近地球軌道約400公里,其變動質量約在 450 公噸之譜,是迄今太空最大人造建築。

中國獨立研製、重約8公噸的飛船在軌始於1999神舟一號試驗飛船 (有三個艙段) 的成功發射與返回,只比舉多國之力參與的ISS晚了一年。其後陸續成功發射了神舟二號 (2001,於返回時墜毀)、神舟三號 (2002年3月)、神舟四號 (2002年12月),神舟三、四號成功返回,掌握了確保載人航天的安全飛行與返回地球的充分且必要條件。

2003神舟五號載人飛行任務一舉成功,中國第一位太空人楊利偉安全返回地球。

2005神舟六號載人飛船進行了2人多天載人航太飛行,積累了更上層樓的經驗。2008神舟七號進行了3人多天載人航太飛行,驗證了太空人出艙活動與在軌發射小衛星的功能。

2011神舟八號進行了3人多天載人飛行,與天宮一號實現了自動無人交會對接。

2012神舟九號進行了3人多天載人飛行,與天宮一號實現了載人自動及手控交會對接。2013神舟十號進行了3人多天載人飛行,與天宮一號交會對接,利用在距地球約150萬公里L2點,迄今全球唯一的寬帶中繼衛星 」鵲橋號」,進行了人類首次在太空向地面近即時(Real Time) 授課,意義非凡。2016神舟十一號進行了2人載人飛行並駐留了30天,完成與天宮二號、天舟一號的交會對接飛行任務。

2021經過5年經驗總結與準備,天和核心艙發射在軌成功,是爲初始質量爲49公噸級的中國空間站。2021年6月神舟十二號實現了全面國產化,3名太空人進駐中國空間站,在軌駐留了3個月。驗證了天地結合多重保障的在軌緊急安全撤離技術,利用中國的鵲橋號中繼衛星和北斗導航定位,成功轉化成以天基測控爲主的測控系統。

2021年10月,神舟十三號搭載3名太空人(含女航天員)發射成功入軌。實現了由一個核心艙、兩艘貨運飛船、一艘載人飛船整合體的6個月在軌飛行,開展貨運飛船物資轉移與管理、機械臂操作、醫療救護、並與中國空間站進行了自主快速交會對接和更多的太空科學與技術試驗。

2022年6月,神舟十四號成功搭載3名太空人進入中國空間站,將做6個月的在軌駐留,建立以天和核心艙、問天實驗艙、和夢天實驗艙爲基礎的在軌太空實驗室。神舟十四號攜帶的小機械臂,能與大機械臂協作艙外工作,核心艙是太空人生活與空間站維護基地。

問天艙配置了生命生態與生物技術實驗櫃,開展對太空密閉生態系統的動植物與微生物的生命科學研究。夢天艙配置了基礎物理以及微重力試驗的實驗櫃,開展物質本質及超冷原子物理等前沿研究,並構建在太空中最穩定、最準確的冷原子時間頻率標準。

中國空間站所展現的實力,似已引起廣大關注。(作者爲航太工程師)

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