您当前位置:首页 > 航天器

天宫一号目标飞行器

天宫一号,是中国研制的第一个空间实验室,主要目的是突破掌握空间交会对接技术和为建设空间站积累经验。天宫一号是迄今为止中国发射的质量最大的航天器。

天宫一号长10.4米,最大直径3.35米,由实验舱和资源舱组成,于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心成功发射。先后与神舟八号神舟九号神舟十号三艘飞船对接,共迎来两批共6名航天员。目前天宫一号仍然在轨运行。

航天器名称天宫一号研制国家中国
发射时间2011年9月29日21时16分3秒发射场酒泉卫星发射中心
运载工具长征二号F运载火箭质量8.5吨
设计寿命两年

简介

天宫一号是中国首个目标飞行器和空间实验室,属载人航天器,由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院上海航天技术研究院研制。

天宫一号长10.4米、最大直径3.35米,重8.5吨。天宫一号于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心,由长征二号F-T1火箭运载成功发射。天宫一号设计在轨寿命两年。

发射之前的天宫一号

图:发射之前的天宫一号

由于天宫一号是空间交会对接试验中的被动目标,所以也被称作“目标飞行器”(天宫一号的主要任务之一为实施空间交会对接试验提供目标飞行器)。而之后发射的神舟系列飞船,也称作“追踪飞行器”,入轨后主动接近目标飞行器。

天宫一号的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段(即掌握空间交会对接技术及建立空间实验室);同时也是中国空间站的起点,标志着中国已经拥有建立初步空间站,即短期无人照料的空间站的能力。

2011年11月,天宫一号与神舟八号飞船成功对接,中国也由此成为世界上第三个自主掌握空间交会对接技术的国家。

2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器成功实现自动交会对接,中国3位航天员首次进入在轨飞行器。

2013年6月13日,神舟十号飞船与天宫一号成功完成了自动交会对接。

据相关专家透露,天宫一号在寿命末期,将主动离轨,陨落南太平洋。

天宫一号结构

天宫一号实际上就是一个空间站的雏形,长10.4米、最大直径3.35米,重8.5吨。

天宫一号主体为短粗的圆柱型,直径比神舟飞船更大,前后各有一个对接口。采用两舱构型,分别为实验舱和资源舱,实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成,实验舱前端安装一个对接机构,以及交会对接测量和通信设备,用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力,为飞行提供能源。

天宫一号结构示意图

图:天宫一号结构示意图

天宫一号由资源舱和实验舱组成。与之前的载人航天器相比,天宫一号为航天员提供的可活动空间大大拓展,其内部加压空间达15立方米,能够同时满足3名航天员工作和生活的需要。实验舱前端装有被动式对接结构,可与追踪飞行器进行对接。

资源舱

资源舱的主要任务是为天宫一号的飞行提供能源保障,并控制飞行姿态。天宫一号的电源分系统的所有设备(太阳能电池翼)都在资源舱内,并包括了为飞行器提供能量的燃料。天宫一号的导航与制导系统中6个控制力矩陀螺也在资源舱内。导航与制导系统的用途是在天宫一号与追踪飞行器进行对接之际负责寻找目标,而控制力矩陀螺则会对天宫一号进行精确的姿态控制。

实验舱

实验舱主要负责航天员工作、训练及生活。实验舱分为前锥段、圆柱段和后锥段。对接完成后航天员进入全密封的前锥段和圆柱段进行工作、训练,一些必要的生活活动、睡眠等也大多都在这里进行。后部非密封的后锥段安装再生生保设备。实验舱内设有使航天员保持骨骼强健的健身区。

为了让航天员在太空能够区分上下,在内部一面涂浅乳白色,表示天空;一面则是土黄色,表示大地。

实验舱是天宫一号运行的核心舱,里面有很多电子设备。对此,设计师采取了“藏”的策略,把航天员用不着的东西都装修在里面。暴露在外面的设备都采用了圆角的设计,可避免航天员与设备之间的碰撞,保证了安全。

在天宫一号内,每个区域旁边都设有数量不等的手脚限位器,总数达到30余个长约20厘米、采用锦丝带材质的手脚限位器被巧妙地安放在舱壁四周。这种“小身材”装置却有着大功效,它是保证航天员在失重飘移状态下,便于手脚着力的唯一“法宝”,也是舱内数量最多的一种设备。

长期太空飞行,娱乐活动对于保证航天员稳定的情绪和乐观的心态非常重要。为保证航天员的娱乐,天宫一号组合体里还专门给航天员提供了用来娱乐的笔记本电脑,航天员在工作之余、在睡觉之前,可以用笔记本电脑来上上网、发发微博、看看CD大片,播放一些自己喜欢的歌曲和音乐,或者进行其他的娱乐活动。

技术特点

天宫一号在寿命、对接口等方面不同于其他空间站。

1、试验性空间站在轨寿命通常低于5年,而其他空间站可达5至10年,或者更长;

2、试验性空间站的规模较小,对接口也少,没有扩展能力。而其他空间站至少有两个对接口,能同时对接载人运输器、货物运输器或专用实验舱;

3、试验性空间站上的航天员一次在轨时间较短,一般是几十天,而其他空间站上的航天员一次在轨时间大多为百天以上。

4、试验性空间站上的燃料和消耗品原则上要一次带足,其他空间站则是用货运飞船定期进行多次补给;

5、试验性空间站上的有效载荷设备很少更换,但其他空间站可多次更换和增加实验仪器;

6、试验性空间站上的航天员一般不进行航天器的维修工作,只进行试验、训练等,而其他空间站上的航天员要经常进行维修工作。

天宫一号与国外试验性空间站在功能和用途方面有相似之处,但质量较小,约为8吨,而国外试验性空间站都为20吨级以上,因此称其为简易“空间实验室”更加合适。

交会对接

神舟八号

2011年11月3日,神舟八号与天宫一号于3日凌晨1时36分完成对接,是中国太空史上第1次太空飞行器对接,也使中国继前苏联(俄罗斯)、美国后,成为第三个完成太空对接的国家。

神舟八号与天宫一号完成对接

图:神舟八号与天宫一号完成对接

2011年11月14日19时28分,天宫一号目标飞行器与神舟八号飞船交会对接机构顺利解锁,组合体成功分离,神舟八号飞船缓缓撤离至140米停泊点。20时00分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,天宫一号与神舟八号成功进行第二次交会对接。这次对接试验成功,进一步考核检验了交会对接测量设备和对接机构的功能与性能,获取了相关数据,达到了预期目的。

神舟九号

2012年6月18日14时14分,在完成捕获、缓冲、拉近和锁紧程序后,神舟九号与天宫一号紧紧相牵,中国首次载人交会对接(自动交会对接)取得成功。对接完成、两飞行器形成稳定运行的组合体后,航天员将于17时22分进入天宫一号目标飞行器。实际上,三名航天员(景海鹏刘旺刘洋)于17时07分陆续进入天宫一号飞行器,早于原定时间。

在组合体飞行6天后(6月24日),神九和天宫一号将再次分离,在航天员的手动控制下完成第二次交会对接。6月23日,中国载人航天工程新闻发言人宣布,经任务总指挥部研究决定,天宫一号与神舟九号手控交会对接计划于6月24日12时38分实施,航天员将手动控制神舟九号飞船完成与天宫一号的交会对接任务。

2012年6月24日,神舟九号航天员驾驶飞船与天宫一号目标飞行器顺利对接,中国首次空间手控交会对接试验成功。这一操作是由43岁的航天员刘旺实施的。12时许,他通过手柄控制飞船的姿态、速度和方向,使神舟九号从140米外向天宫一号缓缓接近,最终成功捕获天宫一号。这意味着,中国完整掌握了空间交会对接技术,具备了以不同对接方式向在轨飞行器进行人员输送和物资补给的能力。

神舟十号

2013年6月11日17时38分,神舟十号发射升空,17时48分飞船成功进入预定轨道。

2013年6月13日13时18分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现自动交会对接。

航天员王亚平在天宫一号内进行太空授课

图:航天员王亚平在天宫一号内进行太空授课

2013年6月13日16时17分,神舟十号飞船航天员成功开启天宫一号舱门,聂海胜张晓光王亚平以漂浮姿态入驻天宫一号。进行为时12天的短期的有人照管实验,期间进行了包括太空授课,这将是继奋进号航天飞机之后,世界第二次太空授课,由王亚平主讲。

2013年6月23日8时26分,三名航天员进入神舟十号飞船,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器分离,准备进行手动交会对接。

2013年6月23日10时00分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接环接触。

2013年6月23日10时07分,神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器对接机构锁紧,二飞行器形成组合体,成功实现手动交会对接。

天宫一号目标飞行器
航天器信息 浏览次数:1985次
最新更新:2016-09-15 22:38
爱航天网简介 | 联系我们 | 我要投稿 | 免责声明 | 隐私保护 | 意见反馈 | 网站合作 | 网站导航 | 爱航天网 | 航天精神
爱航天网(www.aihangtian.com),致力于推动航天知识科普教育、传播航天精神。爱航天网,为中国航天加油,为中国航天喝彩!
网站违法和不良信息举报邮箱:jubao#aihangtian.com(请将#换成@),欢迎您提供航天新闻、发射任务、文字、图片、视频等资料
Copyright © 2015  爱航天网版权所有  京ICP备12042125号-2