我国载人航天成就与空间站建设论文
2020-01-18 22:08:02 464
空间站是一架大型载人航天器，许多宇航员都可以拜访他们，长期工作和生活。空间站不仅是人类开发和利用空间资源的独特平台，还是载人航天技术发展的重要里程碑。人类已经建造和运营了40多年的空间站。 1971年4月19日，前苏联成功发射了世界上第一个空间站“礼炮”1。到目前为止，人类已经将10个空间站送入了太空，其中包括在轨的国际空间站。这些空间站的发展大致可以分为三代：第一代是实验性空间站，也称为空间实验室，包括前苏联的“礼炮” 1至5和美国的“天空实验室” ;第二代是简易空间站，包括“礼炮” 6号和7号，在结构和功能上都有很大的改进，提高了安全性和可靠性，并具有空间站的基本特征。它具有两个对接接口，可以同时对接两个航天器。实现船员轮换和货舱补给，工作寿命增加到4-9年；第三代是永久性空间站，包括和平号空间站和国际空间站。更长的时间，可以支持大规模的空间科学实验和应用研究。经过对“礼炮”和“天空实验室”的早期试验和实验，“礼炮” 7突破了用于大型和复杂空间站长期载人飞行的几乎所有基本技术，并得以成功部署在“和平”和国际空间站中日趋成熟。
建设空间站是中国载人航天工程的一项重要任务。自1992年中国载人航天工程启动以来，已成功完成5次无人飞行和4次载人飞行，掌握了载人航天飞机技术，突破了宇航员的车外活动技术和空间交会对接技术。为空间站的建设奠定了基础。 2010年9月，中央政府批准启动载人空间站项目，该项目计划分两个阶段实施：空间实验室和空间站。第一阶段是发射“天宫2号”（TG-2）。空间实验室对建造空间站所需的一些关键技术进行验证和评估。第二阶段是空间站的建设，发射空间站的核心站，实验舱I和实验舱II，发射载人航天器和货物航天器，并在轨道上对接组装成空间站组件。中国空间站的建设，不仅为科学家开展空间科学技术实验和应用研究提供了平台，而且为世界各国之间的交流与合作提供了桥梁。预计还将承担人类继续探索太空，研究地球及其本身的任务。
1中国载人航天发展进程
早在1960年代和1970年代，中国就制定了载人航天器的发展计划，该计划将在1973年底发射了第一枚“黎明”号航天器。但是，由于当时国家的经济基础薄弱以及科学技术水平低下，曙光飞船项目中途终止。但是，其研发成果为以后的载人航天项目示范奠定了技术基础。
1986年，载人航天技术被纳入国家863计划。许多科学研究机构已经进行了人类航天发展技术的比较研究以及技术和经济可行性论证。他们对中国载人航天发展的条件，目标和技术路线有更清晰，更一致的看法。 ，然后逐步向空间站发展并载人登月。
1992年9月21日，中央政府决定实施中国的载人航天工程，并建议分三步实施。也就是说，第一步是发展载人航天器，突破并掌握人造航天飞机技术；第二步是建立具有一定应用规模和长期自主轨道飞行的短期人类看守太空实验室。进行大规模的空间科学技术实验与应用。
载人航天“三步走”发展计划的出台，为中国载人航天的发展开辟了新纪元，有力地促进和推动了国家经济和科学技术的发展。 。
2载人航天飞行任务的执行
中国载人航天项目于1992年开始实施，到2008年9月，已完成了项目计划设计，初步原型开发和原型开发以及飞行测试工作，并成功实施了4次无人飞行器飞行测试和3次载人航天飞行任务。
2. 1四个无人飞船飞行试验
“神舟” 1到“神舟” 4的成功进行了无人飞船飞行试验，为实施载人航天奠定了坚实的基础。基本。
1）“神舟1号”飞船的无人飞行试验“神舟1号”飞船由一个轨道模块，一个返回模块和一个推进模块以及一个附加部分组成，重约8吨，长约9.2 m。 ，最大直径约为2。8m。
1999年11月20日至21日，“神舟1号”无人飞船按照预定程序在轨道飞行21小时后成功返回主着陆点，并评估了运载火箭的性能和可靠性。它验证了航天器关键技术和系统设计的正确性，以及整个工程系统的协调性，包括发射，测量和控制通信以及着陆恢复。
2）“神舟2号”飞船的无人飞行试验
2001年1月10日至16日，“神舟2号”无人飞船按计划7 d进入太空。神舟2号飞船的技术状况与载人飞船的技术状况基本相同。在微重力环境下，中国首次在空间生命科学，空间材料科学，空间天文学和物理学领域对航天器进行了实验，并获得了有价值的实验数据和结果。
3）神舟3号飞船的无人飞行试验
2002年3月25日至4月1日，神舟3号飞船预定程序在轨道上飞行了6天18小时，然后返回地面。神舟三号飞船的技术状态与有人驾驶状态完全一致。它配备有逃生和紧急救生设备，假人，人体新陈代谢模拟设备和拟人生理信号设备。它评估了航天器的环境控制救生系统和医疗监控设备，并完成了许多航天科学实验，以获取大量的飞行测试数据。
4）“神舟4”号飞船的无人飞行试验
从2002年12月30日至2003年1月5日，“神舟4”号飞船计划在6 d 18 h后在太空飞行，它顺利返回地面。神舟四号飞船的配置，功能和技术状况与载人飞船基本相同。载人航天应用系统，宇航员系统，航天器环境控制和生命支持子系统全面参与了试验，并获得了大量有价值的飞行试验数据和科学数据，为最终实现载人飞行奠定了坚实的基础。 。
2. 2 3次载人航天飞行任务
2. 2. 1神舟5号载人飞行任务
2003年10月15日至16日，宇航员杨立伟乘坐神舟5号载人航天飞机按照计划的时间表将航天器飞行21小时23分钟。成功完成预定的作业任务后，他安全地返回了主要的着陆点。
“神舟五号”航天器实现了一个人一天的飞行，评估392航天医学与医学工程第25卷航天器载人环境，获得了有关宇航员太空生命的相关数据，并对工程系统的性能进行了综合评估，可靠性，安全性和系统之间的协调。
神舟五号的成功实现了中国载人航天发展的第一个突破，使中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
2.2。 2神舟6号载人飞行任务
2005年10月12日至17日，宇航员费俊龙和聂海生乘坐“神舟”号6载人航天器在太空飞行115 h 33分钟，完成了许多科学实验，并安全地返回地面。对航天器的环境控制生物安全系统以及宇航员的医疗监督和医疗保险系统的综合评估，积累了人们长期在太空飞行的经验，为后续任务的实施奠定了基础。
“神舟六号”轨道舱在轨道上停留了707天，并进行了大量的科学实验，并为长寿命航天器的发展积累了经验。
“神舟六号”的成功实现了多人乘员和多天轨道飞行的目标，标志着中国载人航天发展的第一步成功完成。
2. 2. 3神舟7号载人飞行任务
2008年9月25日，中国宇航员翟志刚，刘伯明和景海鹏乘坐“神“ 7号船”载人飞船成功进入太空。 9月27日16时41分，翟志刚穿着由中国开发的“飞天”外衣，在刘伯明和景海鹏的协助下离开机舱，完成了机舱。外部呼叫，标志显示，有效载荷恢复，走出机舱后返回轨道机舱，并成功完成了车外活动测试。 9月28日，三名宇航员安全返回地面。神舟七号载人航天飞行已实现了宇航员的机外活动和小型卫星伴奏，并成功完成了多项科学实验，为中国载人航天工程开辟了新篇章。
2. 3载人航天飞行任务的主要成就
载人航天工程始于1992年9月，并于2008年9月完成了神舟七号载人航天飞行任务。该项目已经实施了16年。 ，并且总共完成了7个飞行测试。 “一天一个人”到“很多人很多天”的飞行，然后到宇航员的车载活动，取得了举世闻名的成就。
2. 3.1掌握了载人航天飞机的基本技术
“神舟”号载人航天飞机5、6和7的飞行成功执行，表明中国已经突破并掌握了载人航天飞机的基本技术，包括：1）掌握载人航天器技术，如航天器环境控制技术，热控制技术，制导导航技术，返航技术，轨道舱保持技术，安全可靠性技术等；等2）掌握了高度可靠的载人运载火箭技术，CZ-2F运载火箭可靠性指标为0.97，宇航员安全指标为0.997，达到国际先进水平； 3）捕获的载人航天逃生和紧急救生技术，包括逃生固体发动机技术，运载火箭故障检测与处理技术，宇航员自主紧急返回技术，航天器升力控制返回技术； 4）掌握航天员选拔训练技术，医疗监督和医疗保险技术； 5）掌握载人航天发射场的垂直组装，垂直测试，整体垂直运输和长距离测试发射技术； 6）掌握了载人航天飞行控制技术等。为人类航天后续任务奠定了基础。
2.2。 2宇航员太空疏散活动技术的突破
在实施神舟七号载人航天飞行任务时，它突破并掌握了舱外航天服开发，气闸舱开发，地面测试和验证的关键技术。车外活动，车外活动程序和宇航员培训。 ，使中国成为世界上第三个独立掌握航天活动技术的国家，为空间站的建设奠定了技术基础。
2.3。 3建立了配套的载人航天工程研究与测试系统
经过近20年的研发，建设和实践，形成了具有中国特色的载人航天工程系统。综上所述，主要体现在以下几个方面：1）载人航天器试验平台的设计与生产；2）有能力开发高度可靠的载人运载工具； 3）具有比较完善的宇航员选拔培训和卫生防护设备设施； 4）完善载人航天发射降落场地配套； （五）逐步形成海陆空，天基测控网络与天基相结合，增强和拓宽了其总体功能； 6）基本形成了具有中国特色，高效运行的载人航天工程特殊组织管理模式； 7）建立了符合国际标准的质量管理体系，可以有效保证工程开发质量； 8）形成了一批具有自主知识产权的载人航天工程标准； 9）培养了一支以中青年科技骨干为基础的载人航天人才队伍。
2.4.4获得了许多研究结果
航天器和空间轨道航天器用于开展空间生命科学，空间材料，空间天文学和空间物理学中的空间科学。并进行应用研究，积累了大量的实验数据。
中国载人航天工程实施过程中取得的科学技术成果，不仅为实施交会对接任务，启动载人空间站工程创造了条件，而且还促进了空间的发展。技术。
3交会和对接任务的实施
突破性的交会和对接技术是中国载人航天工程的下一个目标。根据项目的总体安排，在交会对接任务中，计划在2011年左右首先发射“天宫” 1号（TG-1）目标飞机，然后发射3台“神舟”飞船作为跟踪飞机入坞用它 。
TG-1目标飞机重约8吨，由一个实验模块和一个资源模块组成，其长度约为10.5 m，模块的最大直径约为3.4 m，其设计为轨道寿命为2年。实验舱是密封的舱，可供3名宇航员在轨道上工作，生活和居住约15天。对接机构安装在实验舱的前端以与跟踪车连接。资源囊未密封。在“神舟”号航天器的轨道模块的前端，安装了一个具有均匀周长的交会对接机构（导引器倒置）作为跟踪飞行器。交会对接可以通过航天器自动控制或宇航员手动控制完成。对接完成后，可以在两个航天器之间建立密封的对接通道，以供人员和货物通过。对接后，目标飞机和航天器的组合实现电源和信息网格的连接，目标飞机负责组合的控制和管理。
4中国空间站建设计划
4.1建立空间站的目的
中国空间站的建设主要有4个目的一是验证近地轨道空间站的建设，管理和运行技术；第二是核实人们长期在太空中生活和工作的能力以及健康保护技术；第三是对空间科学应用进行大规模研究。第四是酌情在一定规模的空间站开展国际合作。空间站建成后，中国的载人航天将全面实现“三步走”发展战略进一步推动了中国载人航天技术的发展。
4.2太空实验室
根据载人空间站项目计划，中国将在2014年前后发射天宫2号（TG-2）太空实验室和神舟11号载人航天器和一艘货船。 TG-2太空实验室将在TG-1目标飞机的基础上进行改进。它重约8吨，可容纳3名宇航员在轨道上停留20天以上，设计在轨寿命为2年。 TG-2太空实验室的主要任务是进一步评估交会对接技术，宇航员在轨停留的能力，验证航天器在轨推进剂添加技术，积累建造空间站的经验以及进行空间科学实验和应用研究。
5空间站应用和国际合作的前景
5.1空间站应用
充分利用空间站的能力和特点面向国际空间科学的人类关怀，安排微重力科学，空间生命科学，空间医学，空间天文学，空间物理学和空间应用新技术实验领域的科学研究和应用研究，并努力获得许多原始研究成果促进了空间科学跨越式发展的关键领域。
5.1。微重力科学
专注于微重力流体物理学，微重力燃烧，空间材料科学和基础物理学的前沿研究。在获得对自然现象的新认识的同时，它正在积极探索许多应用。
5. 1.2太空生命科学
主要进行太空医学，蛋白质科学，重力生物学和放射生物学的研究，并探索重要的生命过程及其在太空和太空中的本质。地面。为人类的长期活动和太空生存提供基础和支持；利用空间环境资源发展生物技术。
5. 2国际合作的前景
和平利用空间资源和人类进步是我们发展载人航天的根本目标。航天科学实验研究的国际合作符合中国航天领域的基本政策和原则，反映了载人航天的发展趋势。实际上，中国在载人航天领域的国际合作已显示出良好的发展趋势。在神舟七号飞行任务中，它与俄罗斯合作开发了舱外太空服技术。在交会对接任务中，已安排了中德合作。空间细胞实验项目；在太空实验室任务中，计划安排中法合作开展有关失重的心血管研究项目；在俄罗斯组织并参与许多国家的国际大型实验项目“火星500”中，中国宇航员研究与培训中心科技人员王跃被选为志愿者，并选择了三个研究项目进行测试。
在空间站的任务中，应进一步扩大国际合作。可以考虑一些国际合作的应用资源，应该使用开放空间科学研究。研究项目管理策略，在全球范围内征集实验项目设计方案，并选择优秀的项目在空间站上进行实验研究；考虑利用部分实验资源专门向发展中国家征集实验项目，从而促进空间科学研究。空间科学从高起点迅速发展，并不断促进空间科学研究领域的国际交流与合作。
