天宮、天舟、神舟號飛船……說說載人航天「家族」那些事兒
2018年4月2日8時15分左右,「天宮一號」目標飛行器再入大氣層,隕落在南太平洋中部區域。
2016年9月15日22時04分,「天宮二號」空間實驗室在酒泉衛星發射中心由長征二號FT2運載火箭發射升空。
2016年10月17日7時30分,「神舟十一號」載人飛船在酒泉衛星發射中心由長征二號FY11運載火箭發射升空。
2017年4月20日19時41分,中國首艘貨運飛船天舟一號在海南文昌航天發射場由長征七號遙二運載火箭發射升空。
……
等等等等,小編小編,有點暈,神舟、天宮、天舟、長二F、長七遙二傻傻分不清楚,怎麼辦?飛船火箭放在一起還真有點分不清楚呢,中國載人航天大家庭實在太龐大啦!別急,這就帶你理一理。
怎麼區分呢?我們可以把中國載人航天大家庭先分為兩個大家族:「長征」家族和「天神」家族,具體都有誰呢?
長征家族都是火箭,天神家族都是在軌道上飛的航天器。這兩個家族的關係就是:長征家族是交通工具,負責把天神家族送上天。
這篇文章的題目是「載人航天「家族」那些事兒」,在這裡,要特別注意「載人」二字,如果拋開載人二字呢,那需要提到的長征系列運載火箭可就太多啦。以前沒機會說起長征系列運載火箭,今天藉此機會還是介紹一下吧。
【長征火箭名字的由來】
火箭設計之初,從事火箭研製的設計人員,有感於紅軍為實現革命目標,藐視一切困難、不懼任何艱難險阻的頑強鬥志,勇往直前、不怕犧牲的崇高品質和大無畏精神,提出建議並經上級領導批准,將中國火箭命名為「長征」。
長征系列運載火箭是中國自行研製的航天運載工具。長征運載火箭起步於20世紀60年代左右,1970年4月24日"長征一號"運載火箭首次成功發射"東方紅一號"衛星。後來,我們又相繼研製和發射了長征二號、長征三號、長征四號、長征六號、長征十一號、長征七號、長征五號等火箭,形成了具有中國特色的長征系列運載火箭家族。
長征火箭型譜 (圖片來源:中國運載火箭技術研究院)
那麼,在這些火箭中,可以載人的有哪些呢?它們分別是:長征二號F(CZ-2F)、長征七號和長征五號。
那我們就先來說說長征二號F運載火箭,長征二號F運載火箭(CZ-2F)是在長征二號捆綁運載火箭的基礎上,按照發射載人飛船的要求,以提高可靠性確保安全性為目標研製的運載火箭。可靠性超過97%,主要用於發射神舟飛船和大型目標飛行器到近地軌道。
左:天宮一號發射現場。右:神舟十一號發射現場。圖源:新華社
大家看上面的這幅圖片,有沒有什麼發現呢?載人的時候火箭會安裝一個逃逸塔!
為用於發射載人飛船的運載火箭,它與其它常規運載火箭最大的不同是頂部有逃逸塔,當火箭發生故障時,它可以使箭船分離,使航天員脫離危險;為滿足載人航天工程發射運輸飛船和目標飛行器的要求,長征二號F火箭分為發射運輸飛船狀態和發射目標飛行器兩種狀態。
看到這裡也許你想問了,文章開頭說「天宮二號」空間實驗室是由長征二號FT2運載火箭發射升空,而「神舟十一號」載人飛船是由長征二號FY11運載火箭發射升空。
長二F 「T」系列和「Y」系列火箭有什麼不同呢?別急,我來告訴你。
【長二F 「T」系列和「Y」系列火箭有何不同?】
長征二號F火箭(以下簡稱長二F火箭)承擔發射空間實驗室和載人飛船兩種任務,因此,從2011年我國載人航天工程二期——載人交會對接任務開始,長二F火箭便衍生出兩種系列:「T」系列和「Y」系列。
為什麼選擇字母「T」和字母「Y」呢?解釋一下,字母「T」是天宮二字中「天」的拼音首字母。那「Y」呢?「Y」是遙測二字中「遙」的拼音首字母。簡單來講,遙測就是通過感測器發回來的信號對火箭的各種參數進行檢測,以此來判斷火箭的飛行狀態。
其中「T」系列火箭用於發射目標飛行器,「Y」系列火箭用於發射神舟飛船。這樣一來,兩種火箭雖同名為長二F火箭,分工卻各有不同,一個運貨,一個載人。
這下明白了吧?「T」系列火箭用於發射目標飛行器,「Y」系列火箭用於發射神舟飛船。一個運貨,一個載人。
長二F 「T」系列和「Y」系列火箭對比。左邊是 「T」系列,無逃逸塔。右邊是「Y」系列,有逃逸塔,執行載人飛行任務。
2003年10月15日,長征二號F火箭成功將中國第一位航天員楊利偉送入太空,圓了中華民族多年的「飛天夢」。截至2016年10月,長征二號F火箭已發射13次,發射成功率100%,共發射了6艘載人飛船、5艘無人飛船和2個空間實驗室(「天宮一號」為目標飛行器,不算是真正意義上的空間實驗室)。
作為用於發射載人航天器的專屬火箭,長征二號F已經執行了十三次任務,它的成熟度與可靠性大家有目共睹。但是它並沒有止步於此,事實上每次出征,長征二號F火箭都要進行改進完善,讓它的性能更加完美。
我們載人航天的進步和發展離不開長征二號F火箭,為它點贊!
在這裡多說一句,我們以後不會再發射長二F 「T」系列運載火箭了。為什麼呢?因為我們已經成功將「天宮一號」目標飛行器和「天宮二號」空間實驗室送入太空了。接下來,我們就要建設我們的空間站了,由於空間站各個艙段都比較大,長二F火箭已經不能滿足現有要求了,我們選用新一代大推力運載火箭長征五號發射空間站的各個艙段,就不用再發射空間實驗室了,所以,就不用發射長二F 「T」系列運載火箭了。
但是呢,長二F「Y」系列火箭會在空間站建設過程中陸續發射,我們的航天員還將乘坐這款運載火箭飛上太空,進入空間站艙段。
【長征七號】
接下來我們說說長征七號。
新一代中型運載火箭「長征七號」(CZ-7)。
「長征七號」(CZ-7)是新一代中型運載火箭,採用無毒、無污染的液氧/煤油推進劑,主要用於發射近地軌道或太陽同步軌道有效載荷,將承擔載人航天貨運飛船等發射任務,未來也可以承擔商業航天和國內其它航天器的發射任務。
2016年6月25日,長征七號火箭首飛圓滿成功。
2017年4月20日19時41分,中國首艘貨運飛船天舟一號在海南文昌航天發射場由長征七號遙二運載火箭發射升空。
未來呢,「長征七號」還將運輸載人飛船進入太空,成為中國航天發射的主力型火箭,提升進入空間的能力。
【長征五號】
接下來上場的是「長征五號」!
長征五號:不要說我胖,其實我是壯!
「長征五號」(CZ-5)是新一代大型運載火箭,完全採用無毒無污染推進劑,具備近地軌道25噸、地球同步轉移軌道14噸的運載能力,與國際上主流火箭的運載能力相當,將大幅提升我國自主進入空間的能力,是我國由航天大國邁向航天強國的重要支撐和顯著標志之一。
2016年11月3日,長征五號火箭首飛取得成功。
2017年7月2日,長五遙二任務失利,嫦娥五號的發射不得不推遲。
未來,它將可以完成近地軌道衛星、地球同步轉移軌道衛星、太陽同步軌道衛星、空間站、月球探測器和火星探測器等各類航天器的發射任務。
看,它多重要,希望趕快好起來啊!
【長征五號遙二火箭飛行故障原因查明 下半年將發射實踐二十號衛星!】
今年兩會上,全國政協委員、中國航天科技集團科技委主任包為民向記者表示,目前已查明長征五號遙二火箭發射失利原因和故障機理,正在開展改進措施驗證工作,計劃於2018年下半年實施長征五號遙三火箭飛行任務。
長征五號遙三火箭發射時間預計在今年11月份左右。
近期擺在「長征五號」眼前的任務繁重,包括中國首個實施無人月面取樣返回的探測器「嫦娥五號」、中國空間站核心艙「天和」等重量級航天器,都需由該型火箭托舉升空。
OK,我們已經介紹完了長征二號F(CZ-2F)、長征七號和長征五號三種火箭。中國載人航天大家庭裡面的「長征」家族就先介紹到這裡。接下來我們一起來看一看「天神」家族。
【「天神」家族】
神舟十一號飛船。
天宮二號與天舟一號對比圖。圖源:中國載人航天
「天神」家族有三大分支,神舟、天宮、天舟。
神舟是「天神」家族最大的一支,都是載人飛船;
天宮那一支有兩位成員,一號和二號,目標飛行器和空間實驗室;其中天宮一號已經於2018年4月2日8時15分左右再入大氣層,隕落在南太平洋中部區域。天宮二號如果狀態良好,延期服役,天宮二號或與中國空間站同時在軌,太空上或將首次出現空間實驗室與空間站交相輝映的畫面。而這一切美好想像的開端都源於天宮一號的先期探索!
天宮一號目標飛行器。
謝謝你,天宮一號!
天舟這一支是貨運飛船,任務是運貨。
【「天宮」空間站】
在這裡還要單獨說一個家族:「天宮」空間站。
空間實驗室任務已經圓滿成功了,我們邁向了空間站時代。21世紀人類設計建造的第一個空間站——中國空間站。那將是咱中國人在太空美麗的家園,也是所有航天員夢想的宿營地。
我們的載人空間站命名為「天宮」。空間站的初步規模,將包括一個核心艙、兩個實驗艙,還有一個光學艙,每個約重20多噸;建成後將會有航天員長期在軌生活和工作。
中國空間站基本構型。
核心艙命名為「天和」,實驗艙Ⅰ命名為「問天」,實驗艙Ⅱ命名為「夢天」,光學艙命名為「巡天」。
中國載人航天工程自2011年4月起,面向社會公眾開展了廣泛的徵集活動,2013年,中國載人航天工程辦公室對外正式發布中國載人航天工程標識及中國載人空間站、貨運飛船名稱。本來呢,2013年對外正式發布的名稱是這樣的:
載人空間站命名為「天宮」,代號「TG」;
核心艙命名為「天和」,代號「TH」;
實驗艙Ⅰ命名為「問天」,代號「WT」;
實驗艙Ⅱ命名為「巡天」,代號「XT」;
貨運飛船命名為「天舟」,代號「TZ」。
後來,載人航天工程指揮部決定再增加一個光學艙,功能上類似「哈勃」太空望遠鏡,用於上行多功能光學設施,單獨發射入軌,與空間站共軌飛行,支持多功能光學設施開展巡天和對地觀測;需要時可與空間站主體對接,開展推進劑補加、設備維護和載荷設備升級等活動。
因為增加了一個光學艙,所以名稱做了調整,原來實驗艙Ⅱ的命名為「巡天」,後來就把「巡天」這個名字給了新增加的光學艙。實驗艙Ⅱ又有了一個新的名字:夢天。
空間站「巡天」光學艙平台。圖源:航天面面觀網站。歡迎訪問。https://skywatcher2017.wordpress.com/
最終,核心艙命名為「天和」,實驗艙Ⅰ命名為「問天」,實驗艙Ⅱ命名為「夢天」,光學艙命名為「巡天」。
火箭的運載能力有多大,航天的舞台就有多大。空間站主要艙段將使用新一代的長征五號運載火箭發射。長征五號系列運載火箭將大大提升我國進入空間的能力,並為我國航天提供多樣化的發射服務活動。在該型火箭基礎上,也就是長五家族中,又衍生出長征五號B運載火箭,將承擔我國空間站艙段的發射任務,進一步提高火箭的可靠性、安全性,滿足空間站任務。
說來說去,又說到了長征五號,可見它非常重要,離了它不行啊!
還是那句話,希望長五趕快好起來,期待21世紀人類設計的第一個空間站早日建成!
以上,「航天面面觀」對中國載人航天大家庭的兩個家族「長征」家族和「天神」家族已經做了較為詳細的介紹,看完是否清楚了呢?其實呢,只要記住「長征家族都是火箭,天神家族都是在軌道上飛的航天器;長征家族是交通工具,負責把天神家族送上天。」這兩點就OK了,下次看發射的時候就不會迷糊了。
長征、神舟、天宮、天舟……中國載人航天大家庭的這些成員,將在未來發揮更大的作用,因為它們的優秀表現,我們才逐步邁向空間站時代。航天器成功發射、順利運行,是千千萬萬航天工作者拼搏、努力的結果,是他們「托舉」起了這些飛船和火箭。
成功來之不易,應當倍加珍惜。感謝這些無畏的探索者,讓我們的視野更廣闊,讓我們不斷刷新對太空和宇宙的認識。
星空浩瀚無比,探索永無止境。希望長征五號早日復飛,希望21世紀人類設計的第一個空間站早日建成!
希望中國的太空探索之路越走越穩,越走越遠!
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