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中國第二個「空間站」來了,不進太空只在地上?這究竟有什麽用?

2024-03-02科學

近日, 中國地面空間站透過驗收的好訊息傳遍了大江南北。 興奮之余,有些小夥伴可能會想到2021年,央視就釋出過的天和核心艙「地面空間站」。

同樣是被稱為「地面空間站」,21年的天和核心艙和2月27日透過驗收的地面空間站, 究竟有什麽不同?

地面空間站能夠做什麽?

2021年夏天,央視新聞頻道的記者帶著觀眾「走進」了天和核心艙。天和核心艙不是正在太空飄著呢嗎?難道說央視記者什麽時候上去的呢?

別誤會,央視記者並沒有離開地球,矗立在他面前的 並不是真正意義上的天和核心艙,而是它的1:1復刻版。

兩個裝置的全長都是16.6公尺,都由4個部份組成。

甭管是位於最前端的節點艙,還是全長3.35公尺,承擔航天員日常起居的小柱段,科研人員都進行了 零誤差復刻

休息床是可以躺上去的,衛生間也是可以直接使用的,就連太空人常用的健身裝置,咱們也全都裝上了。太空跑台、太空自由車……讓大家身臨其境的體會一下,航天員們的擁擠生活。

生活區走完了,就來看看太空人們上班的地方吧!

顯視器24小時顯示著整個核心艙所有零部件的運轉狀態;醫監醫保區也要按照計劃對航天員的身體狀態進行評估。航天集團還專門 騰出來了一塊用作搞科學實驗,一些只能在在軌條件下做出的實驗, 終於可以化數據為操作了。

不愧是工作區,大柱段身上每一個細節都是為上班而生,艙段外側全是各種各樣的把手,出艙作業時這些把手就成了前行的唯一依仗。

最末端就是資源倉了, 20個發動機全都擠在這裏, 貨運飛船來了也會從這裏進行對接,後勤保障基本上就靠這裏了。

基本結構說完了,咱們再來聊一聊,這個地面空間站的「特別」之處。

天和核心艙上有無數遙感裝置, 24小時向地面進行數據傳輸 ,科研人員直接調整模型參數調,使復刻版天和核心艙軌域完全一致,從而開始全域模擬模式。

也就是說只要情況需要,這個復刻版可以將天和在太空中的狀態,無比誠實且直觀的展現給眾人。

能模擬外太空環境?

而2月27日透過驗收的這個地面空間站,專業名稱叫做「空間環境地面模擬裝置」。

這下就一定有人會問了,空間站這種東西,在宇宙中有不就行了, 咱們國家為啥還要在地面上修建一個呢? 沒有進入外太空的空間站,還能叫做「空間站」嗎?

「地面空間站」的好處,遠遠比咱們想象的多。

最起碼的一點,它可以讓太空人對於空間站之內的設施更加熟悉, 一些規定形流程可以直接刻進太空人的肌肉記憶, 以此來提高太空人在太空狀態下操作的準確性。

另外,出艙作業這種事兒,咱們的實踐經驗並不豐富,索性就在地面上 訓練千千萬萬遍 ,以不變應萬變嗎?

不過這樣一來,另一個問題就擺在眾人面前了, 地球和外太空的環境能一樣嗎? 這樣的極限性訓練,真的能夠提高太空人的生存能力嗎?

在討論這個問題之前,咱們先來聊一聊外太空究竟是怎麽樣的。

首先那是個低溫且真空的環境,不少科幻片都曾用過太空的 極限低溫 來做文章,瞬間被低溫凍成冰塊的「炮灰」,被真空環境瞬間壓扁的氣管,這些都是影視作品中的經典鏡頭。

除此之外,外太空還充斥著各種亂七八糟的 放射線電子 ,游離輻射也好,粒子放射線也罷……這些影響因子在自然條件下,基本上不可能在地球上發生。

雖然自然條件下沒有,但這並不意味著咱們人類不能進行復刻。

這個足足有50個足球場大 的大型實驗裝置 ,可以讓我們在腳踏實地的情況下,直接領略某一個星球的「環境氣候」。

低溫和真空都算不了什麽,太陽風、太陽耀斑、還有各種行星之間截然不同的等離子環境,就連磁場也是可以調整的,只要咱們需要,完全可以在地面上捏一個。

模擬太空有什麽用?

這是不是也就意味著,咱們可以在不離開地球的情況下, 獲得與外太空裝置相同的實驗數據呢?

這其實是一個相當大膽的想法, 原本一些只能排隊等待「上天」的科學實驗,如今在地面上就可以完美完成 ;曾經一些只能在軌域上才能測得的關鍵數據,如今只需要按幾個鍵,就可以得到相似的結果。

「太空環境模擬系統」 這個概念,早在2005年就已經開始構建了, 如今18年過去 ,這個嶄新的模擬系統又將為咱們的航天事業註入怎樣的活力呢?

哈工大與中航集團耗費了如此多的時間與心血,總不能只是用來為全國實驗室搭建一個模擬場景吧?

最直觀,也是最重要的就是, 太空環境模擬裝置將大振幅提高太空人的生存能力。

粒子放射線水平忽然提高應該怎麽處理?在艙外作業時遇到突發情況該怎麽辦?在擁有這台模擬器之前,咱們所能做的只有 根據手上並不豐富的經驗進行分析、推測。 可是沒有任何人敢保證,自己能夠預料到,所有可能發生的意外。

那麽航天員如果在外太空遇到預案中沒有提及的一般狀況,不應該怎麽辦呢?具體情況具體分析,然後將結果交給上天。

至於經驗,那些在地面上透過模擬實驗得出的經驗,在復雜的太空環境下是否依舊有效,只有在意外發生時才能得到印證。

而擁有環境模擬器之後, 很多問題的標準答案,都會在試錯過程中完成

另外,無論是何種零件,都是有使用壽命的。

理論上在大氣層內,咱們根本無法就零件的耗損進行精準測量,但是現在咱們可以模擬呀?什麽時候應該換零件,怎樣提高航天器的使用壽命, 都可以在模擬器的支持下找到精確範圍。

這是一場高科技支持下的狂歡,而狂歡的結果就是,我們的科技將走到更高的台階。