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相差将近300吨,天宫空间站与国际空间站对比,谁更胜一筹?

作者:三青 时间:2023-05-01 阅读数:人阅读

 

开头

随着梦天实验舱的发射,中国空间站T字型结构已经初具规模,但此时却有一种对比声音不胫而走。

乍看下,国际空间站那么大,咱们天宫空间站咋这么小,是不是我们技不如人?

那么事实真的如此吗?或者说基于什么样的原因,我们才这样设计的?

空间站对比

国际空间站是由美俄两国主导,总共16个国家共同建造、运行和使用,是有史以来规模最大、耗时最长且涉及国家最多的空间国际合作项目。

自1998年正式建站以来,经过十多年的建设,于2010年完成建造任务,并转入全面使用阶段。

时至今日,国际空间站已经成长为一个宽109米、长73米、高20米、重达419吨、内部容积916立方米的空间巨无霸,相当于一栋七层楼高的小型体育场。

其内部分为俄罗斯部分、美国部分、欧洲部分、日本部分等,分别有着不同功能的控制系统和实验室组成,可供6至7名航天员在轨长期工作。

而我们中国的天宫空间站则是完全独立自主,且在两年内建造完成的,主要包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱三个舱段组成,设计总质量为180吨。

虽然吨位上跟国际空间站相差很大,但如果仔细观察国际空间站的话,就会发现它其实是属于积木式加桁架式的结构,光是上面的桁架,就已经占据了很大的体积和质量。

之所以放这么多桁架,也是有原因的。

国际空间站在建设的时候,是由美俄两国主导的,但由于这两国家在航天标准上的不同,就导致了空间站在组合后,有一定的冗余部分存在,比如每个舱室都要自带太阳能电池板。

但这样一来,如何放置电池板,就变成一件比较头疼的事情。

于是工程师们就一合计,干脆啊,咱们搞出十字形的构造,上面布满桁架,让仪器和太阳能板能够在这里铺开,以获得充足的能源供应。

桁架是什么东西呢?

简单来说就是个钢架子,有足够的强度可以延伸很长,组装简单,由于不住人,不需要密闭、供电供氧等复杂设施,可以用来当延长杆和货架用。

听起来是不错,但这种构造有个很大的问题,就是所有的实验舱都是围绕这个桁架来布置,如果桁架老化,那整个空间站就废了!

但没办法,只能硬着头皮上!于是就形成了如今国际空间站看起来非常庞大的局面。

说白了,就是因为它的太阳能、散热技术比较落后,毕竟三四十年前的技术了,所以才需要大量的太阳能电池板来给空间站供电。

而中国的空间站就先进多了,类似于拼接,前面发射的到了老化阶段就可以剪除掉,后面的代替前面的继续使用!

因此在布局上也要合理得多,去掉了原本国际空间站那些冗余的部分,重要自然减轻了不少。

中国优势

而且随着航天技术的不断发展,如今的我们使用了各种更先进的技术和材料。

比如说在关键的太阳能电池板方面,我们使用柔性砷化镓太阳能电池翼,柔性的设计相比之前国际空间站的机械折叠展开,能让太阳能电池板有更多使用和扩展空间。

不仅光电转换效率超过了30%,同时电池翼面积也成倍提升,供电能力更强,供电功率达到了100KW。

相比而言,国际空间站上的太阳能电池板,能源转化率仅有15%,供电功率则为90KW。

而且在将太阳能转化为电能之后,国际空间站还需要使用众多的散热装置,因为在宇宙空间中物质比较稀少,热量没有办法像在地球上一样轻易地散出去。

不过我们的天宫空间站已经解决了这个问题,不需要装备众多的散热装置,因此整体重量也轻了不少。

再比如动力方面吧,国际空间站搭载大量的化学燃料发动机,每年至少需要燃烧7.5吨的化学燃料,耗资高达2亿美元。

而中国天宫号呢,配备了4台霍尔推进器,采用将惰性气体电离并高速喷出的方式产生微弱推力,可以近乎无限时间连续工作。

虽然目前推力只有80毫牛,但是在全球范围内已经属于领先水平。而且消耗推进剂极少,未来天宫的货运补给次数相较国际空间站(传统推进方式)会大幅减少。

就这么说吧,国际空间站比较老,是上个世纪的产物了。当你看着港片里的人物一手握着砖头一般的大哥大,你还羡慕他们吗?就你现在随便拿个手机,都完爆上个世纪的产物。

而我们的空间站是刚出来的,很多现在的技术都要比之前的更强,占地面积也更小。但麻雀虽小五脏俱全,该有的我们也都有。

目前我们空间站三个舱的加压空间是900立方米,人员活动空间330立方米,单独一个舱可供航天员工作活动的空间达到了110立方米,长度超过了五层楼,直径比火车车厢还要宽很多,这对于“寸土寸金”的空间站来说绝对算得上豪宅了。

而且这还没算之后的二期工程,未来还会像搭积木一样不断地扩展。

更重要的是,中国空间站从规划、设计、建造、发射、运行和后期维护都是由中国独立完成的,部组件全部国产化,原材料全部国产化,关键核心元器件 100%自主可控。

所以中国空间站的所有权只有一个国家,那就是中国。

中国有什么优势:集中力量办大事!

这就好比是村里有了点小钱的人起了个二层小楼,虽然比不过以前几个村霸集资建的大房子。但这是完完全全属于他自己的小楼,自己想什么时候进去,让什么人进去都可以。

结尾

做个总结吧,中国空间站在总体规模上还不及国际空间站,这主要是在建设思路上遵照了中国国情,综合当前需求和耗费等因素所决定的。

毕竟能用最小的成本,并适合自己的需求才是最好的结果。

当然了,中国能造出空间站,并不能贬低国外技术不行。

欧美无论是从经济实力,还是科技实力,依旧遥遥领先。尤其是美国,按照美国的能力和财力,它也完全能够独立建造出新的空间站。

所以作为后来者的我们,追赶的时候稳扎稳打就是最强的发展模式。欧美之间出现的任意延迟,都会给我们创造追赶的契机,除此之外别无他法。

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三青

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