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中国空间站寿命最长多少年?寿命到期会重新打造空间站吗?

时间:2022-10-27 10:30 来源:网络 作者: 迷吧

简介:2022年10月份,梦天实验舱将在海南文昌南航天发射场被发射升空,届时我国天宫空间站“一期工程”将完毕,一个T字形的空间站将展示在近地轨道上。

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2022年10月份,梦天实验舱将在海南文昌南航天发射场被发射升空,届时我国天宫空间站“一期工程”将完毕,一个T字形的空间站将展示在近地轨道上。

然而就在2022年2月1日,NASA宣布在2031年1月的某个时间点,国际空间站将退出现役,受控坠入南太平洋尼莫点!从1998年开建到2011正式建成,再到2031年退役,总共历时23年,那么我国的天宫空间站寿命又有多久呢?

天宫空间站:从开工到建成,只用了两年

中国的天宫空间站是近地轨道上第二个空间站,目前还在正式建设中,到2022年底全部建成后将会有核心舱、连个实验舱以及两艘货运飞船和一艘载人飞船、呈T字形的空间站,总质量大约在80~100吨之间,规模约为国际空间站的1/4。

天和核心舱全长16.6米,重约22.5吨,能为三名航天员提供生命支持和生活,并为空间站提供引导、导航和定向控制,另外还有轨道维持与变轨发动机,在舱内还有厨房和卫生间、消防设备、大气处理和控制设备、计算机、科学仪器的实验柜等。

问天实验舱舱体总长17.9米,直径4.2米,发射重量约23吨,是我国目前最重、尺寸最大的单体飞行器,除了大量实验柜以外,它还是核心舱的备份,包括动力以及冗余的控制系统,另外在问天实验舱内还有能供3人生活与睡眠区。

梦天实验舱总长17.9米,直径4.2米,总质量20吨左右,该舱段主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。

除了这些舱段外,还有来运送货物的1-2艘天舟货运飞船,至少1艘最多可能有2艘神舟飞船(2022年12月将会同时停靠两艘载人飞船)。

目前在轨工作的航天员总共有三人,分别是指令长陈冬、航天员蔡旭哲和‎刘洋,他们是6月5日搭乘神舟十四号飞船发射升空的,预计将在天宫空间站上停留半年左右,与12月份抵达空间站的神舟十五号航天员在轨轮班,双方将在空间站内一起工作7~10天。

按照公布的情况来看,中国空间站设计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力!但最终与国际空间站的命运一样,也会面临到寿命“终结”的一天。

只不过,这并不意味着就没有办法改变这一切,或许我们依然可以“持续性”使用空间站,根本不需要停止下来。

为什么这样说呢?那就是随着中国在空间站上的技术提升,未来或许并不需要将其摧毁掉,而是可以进行持续性地运用下去,只不过,这个过程相对来说比较漫长,让横多人看上去可能也比较离谱。

同时,如果按照设计的年限之中,进行对空间站很好的维护,那么它的寿命年限可能会更久,有什么措施呢,到了15年之后,我们如何保证“可持续性”使用,我们就来看看。

中国空间站

中国空间站是中国独立建设的空间站。

而且是除了国际空间站之外,唯一一个具有实力,单独建设空间站的国家,其他任何一个国家都没有这个实力。

所以,我们时常都在说,未来中国空间站将可能成为全球唯一的空间站。

其他国家要在空间站之中执行相关的任务,必须要申请加入中国空间站才行。

当然,我们已经看到了——在首批科学实验项目征集之中,全球已经有17个国家加入了中国空间站了,包含了:瑞士、波兰、德国、意大利、挪威、法国、西班牙、荷兰、印度、俄罗斯、比利时、肯尼亚、日本、沙特阿拉伯、墨西哥等17个国家。

而美国在项目申请之中被拒绝了,主要是自己项目不符合要求。

所以,这说明中国空间站已经是对外开放申请了,未来还可能有更多的国家加入中国空间站。

然而,中国空间站就如大家所使用的汽车一样,在使用一定年限和里程后要报废一样,空间站也没有永久寿命,只要使用,只要有人居住、工作和进行科学实验,就会有损耗。

所以,我国空间站在建设的初期标准就是——在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力

然而,就算是有这个时间界限,也并不意味着就没有办法突破,或者说就没有办法改变最终被报废的这个局面。

其实我们也是可以“永久性”、“不间断”地将空间站运用起来,只是这种想法是比较极端化,在很多人看来可能会说这真的是太“可笑”了,大家可以看看行不行。

首先看看,如何将空间站的寿命延续更长。

如何将空间站运用更久?

上面我们也说了,只要空间站在使用,那么就存在“消耗”的情况,我们只能够尽量将其使用寿命延续更长。

从空间站的一个结构来看,影响天和核心舱舱体主结构长寿命的因素主要有疲劳损伤、意外损伤和腐蚀三种模式。

疲劳损伤,顾名思义就是在轨后长期受到内压、温度变化以及大部件运动的作用和影响。

就比如我们的汽车,在使用久了之后,内部空间就会出现明显的损伤。

就算是不是损伤,那也会带来一些磨损等情况,所以这是必然的。

而意外损伤,主要是来自空间站运行过程之中,受到外界环境影响较大。

例如:在我们的太空之中,存在流星,卫星碎片等威胁,一旦出现了撞击的可能性,就算是极小的碎片都可能带来较大裂纹,从而引起舱体开窗、撕裂等灾难性事故。

所以,这也会影响空间站的运行状态。

腐蚀主要是由于密封舱内环境温度变化、湿度变化等因素,舱体主结构面临腐蚀的风险,这个是难以避免的,因为有人在空间站之中执行任务,有活动情况。

而为了减少这样的影响,我国已经采取了对空间站上的材料改变,从抗腐蚀、抗疲劳、抗断裂三个维度进行了综合分析和评价,从材料选择、结构设计、构型、参数设计等方面进行了科学优化的设计,并从材料到构件到舱段都进行了仿真验证,以确保寿命。

所以,我们率先就说明了预计在轨飞行10年,具备延寿到15年的能力。

这相当于是在建设之中,已经在提升空间站的寿命了。

那15年之后,需要重新建设空间站吗?

当然,看了上面的说明,那也说明了中国空间站的可能使用的年限也会超过15年,而这个15年也是一个预计数据。

同时,如果真的中国空间站有15年的寿命,但是也并不意味着没有办法改变这一切,中国空间站依然是可以改变这一切,因为中国空间站具有“维修方案”。

比如舱体结构密封圈、壁板、各种阀门、各种管路等,都在可靠性和长寿命方面进行了巧妙的设计,只要出现了问题,那必然就可以进行更换。

那说大一点,那就是如果某个舱位的确是没有办法使用了。

我们也不用报废所有的舱位,直接将其更换了就行。

而且,空间站组建的舱位所使用的“寿命”肯定不一样,这个时候,我们就可以一个接一个地对可能存在问题的空间站舱位进行更换。

最终,将所有无法使用的空间站舱位全部更换完。

那这样中国空间站就可以持续,永久使用下去了。

所以,15年之后,我们就可以采取这样的方式,将空间站的使用延续更长时间,那么也不会失去对空间站的利用,可以“持续性”使用空间站。

当然,这可能会让很多人说,这跟重建“空间站”并没有什么区别,的确区别不大。

但是有一个点是不一样的,就是我们不会失去对空间站运用的任何机会。

如果等待15年后,将空间站摧毁,再来重新建设,那么这个时间段就没有办法用,就没有办法进行科研

而我们就是在使用过程之中,就进行各个舱位段进行更换,那么就不会失去中间一部分的使用时间。

所以,本质上一样,但是还是存在一定的差别。

当然,如果这种方法是不可行的话,寿命到期,我国会重新建造空间站吗?

这个就要看中国空间站产生的价值有多大,如果很大的话,那必然会重建,如果觉得这个价值低的话,那也不会建设了。

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