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文字说明:神舟十二号

昨天,中国天河核心舱迎来了第一批客人。聂海胜、刘伯明、汤洪波是未来中国空间站的第一批访客。

如果不出意外,到2022年底,中国空间站将正式投入运行,我们将成为第三个拥有自己空间站的国家。

在航天技术方面,我们似乎与“第三者”有着密不可分的关系。2003年,我国成为第三个独立实现载人航天的国家。2020年,我们将成为第三个从月球带回样本的国家。2021年,我们将成为第三个登陆火星的国家……

这样的“第三”数不胜数,因为摆在我们面前的是两座大山——美国和俄罗斯,所以就目前而言空间技术,我们现在处于什么水平,离两座山还有多远?

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图注:国际空间站

我们的空间站是什么级别的

我们知道空间科学研究和空间发展离不开空间平台,这也是为什么我们要建造空间站的原因。

最著名的空间站可能就是国际空间站了。毫不夸张地说,它是人类最伟大的建筑之一。由美国和俄罗斯(主要是美国)牵头,共有16个国家参与建造超级空间站。项目。

国际空间站全长110米,宽88米,几乎有两个足球场那么大,总重量超过400吨。

国际空间站被称为第四代空间站,是人类历史上结构最复杂的空间站。

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图注:空间站等级及特点

在国际空间站之前,其实人类空间站的主要贡献者是苏联,从礼炮一号到七号,再到和平号,从第一代空间站到第三代空间站。

至于美国,真正属于他们的天空实验室空间站只有一个,而且是比较简单的第一代空间站。

我们中国的天宫空间站是第三代空间站,其复杂度和结构与苏联的和平号空间站相似。

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图片注:和平号空间站

和平号的重量是129.7吨,我们中国的空间站预计能达到90吨。事实上,对于任何太空项目来说,你越重,你就越昂贵,技术水平就越高。所以和平号应该比天宫空间站稍微好一点。

但是从时间上来说,我们已经落后于和平号太久了。和平号空间站首个舱于1986年2月19日发射升空,而中国空间站核心舱于今年4月29日发射成功。

幸运的是,我们预估的建造时间比Mir的要短很多。从和平号第一个模块发射到运行一共用了10年,但我们估计时间不到两年(2022年底投入运行)。

其实,我们之所以能够快速建成空间站,很大程度上是站在了巨人的肩膀上。

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图注:中国天宫空间站

这涉及到一个“交会对接”技术。苏联刚发射空间站的时候,连电脑都没有。他们完全依赖模拟技术。结果,他们的失败率非常高。

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而且我们可以利用现代科技,尤其是信息电子技术,可以大大提高我们的成功率,这是一个原因。

另外,你会发现我们的很多太空生意都是非常划算的。比如去火星的天问一号,一口气完成“绕、绕、巡”三个步骤,还有探月计划,也很快完成采样。

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这是因为我们的太空目前正处于拼命追赶的阶段,所以我们的很多太空任务都是“第一”的,而不是这些技术有多完美。

也就是说,我们的空间站在技术上和苏联、美国相比可能还有一定的距离,但是能有一个空间站,而且是第三代空间站,已经很了不起了.

其实,我们真的只需要一个三代空间站。这是性价比最高的建设方案,完全满足我们的实验需求和其他所有标准。

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运载火箭是硬性要求

说到空间站这个层面,其实还有一个硬性要求,那就是运载火箭

如果我们要比较我们空间站的水平,我们必须了解我们火箭的水平,因为你需要更好的火箭才能将更重更复杂的东西送入太空。

关于火箭队,有一种说法,美俄属于第一梯队,中日欧属于第二梯队,印度等一些国家属于第三梯队。

估计很多印度人都觉得他们的火箭比我们的好。其实印度现在做的很多事情都是我们十年前玩的,但是我们确实有点像做美俄的剩饭剩菜。

但是跟日本比起来,我们可能还是有点落后(在我看来),原因很简单,我们的目标就是“大而全”,保证我们什么都有,但是日本不一样,他们只专注于火箭,其他技术需要依靠其他国家的支持。

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注:火箭对比,长征五号是倒数第五个

天宫空间站项目的主运载火箭是长征五号,近地轨道运载能力约25吨而且会运到越高的地方运载能力越差,同步轨道上的长征五号运载能力只有14吨。

不过,我们2016年才第一次发射长征五号。

其实过去20到30年,美俄的运载火箭基本都是这个“重型”》(20-30吨之间),因为这种承载能力的性价比是最高的。

然而,美国在1960年首次发射了著名的五星五号火箭,其近地轨道运载能力达到了惊人的120吨。

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图注:超重型火箭

像土星五号这样的火箭被称为超重型火箭,我们可能要到2030年才能拥有。就是长征九号,它的近地轨道承载能力将达到140吨。

预计到2030年,我们的水平才能真正挤进国际领先水平的行列。

其实按照这个分析,我们的整体航天水平并不算太弱,但是有一个很奇怪的事实,就是目前的国际空间站上,从来没有出现过中国人。

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图注:国际空间站现状游客丹尼斯·蒂托(左)

为什么国际空间站上没有中国人?

最直接的回答是:我们没有参与国际空间站项目。

至于为什么没有参加,解释太多了。说实话,我看了很多资料,但是没有官方的解释。我只能分享我认为最合理的解释。

去国际空间站的技术门槛有多高?

绝对不会太高,因为美国可以让普通人参与。在国际空间站的所有访客中,有6人是游客。

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图注:王亚平做太空讲座

所以很多人对这种桥比较熟悉。我们原本想参与国际空间站项目,但美国百般阻挠,百般阻挠,最终被拒之门外。

这个说法不无道理,因为在2011年,美国合法地拒绝任何中国国籍的人进入国际空间(这是唯一能找到的),理由是我们的参与可能会影响到他们的祖国安全。

不过在此之前(2011年之前),大家还是欢迎中国加入,尤其是欧盟。只是我们在国际空间站项目之初就被拒绝了,因为我们的航天局成立时间短,对空间站的帮助不大。

然而,我们追赶的速度远超想象。我们之所以还没有进入国际空间站,我觉得最有可能的原因是我们有自己的计划——建造自己的空间站。

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最后,

2011年,神舟八号首次完成空间交会对接时,载人航天工程总设计师周建平曾表示:NASA每年的预算是170亿到180亿美元的一半用于载人航天,中国在过去20年里花费了大约350亿元人民币。

其实我们的支出并不多,空间投入也符合我们的生产水平,但是我们的发展速度是有目共睹的,只能用惊人来形容。

虽然我们的航天技术距离“国际前线”还有一定距离,但确实在快速逼近。

参考资料:

[1]中国的航天事业在国际上达到了什么样的水平?杭州日报.2011.10.31

[2]中国现役最强火箭长征五号,它的国际水平如何?科学谣言。2019.12.27

[3]国际空间站政治。维基百科