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我国第二个「空间站」来了,不进太空只在地上?这究竟有什么用?

2024-03-02科学

近日, 我国地面空间站通过验收的好消息传遍了大江南北。 兴奋之余,有些小伙伴可能会想到2021年,央视就发布过的天和核心舱「地面空间站」。

同样是被称为「地面空间站」,21年的天和核心舱和2月27日通过验收的地面空间站, 究竟有什么不同?

地面空间站能够做什么?

2021年夏天,央视新闻频道的记者带着观众「走进」了天和核心舱。天和核心舱不是正在太空飘着呢吗?难道说央视记者什么时候上去的呢?

别误会,央视记者并没有离开地球,矗立在他面前的 并不是真正意义上的天和核心舱,而是它的1:1复刻版。

两个装置的全长都是16.6米,都由4个部分组成。

甭管是位于最前端的节点舱,还是全长3.35米,承担航天员日常起居的小柱段,科研人员都进行了 零误差复刻

休息床是可以躺上去的,卫生间也是可以直接使用的,就连宇航员常用的健身设备,咱们也全都装上了。太空跑台、太空自行车……让大家身临其境的体会一下,航天员们的拥挤生活。

生活区走完了,就来看看宇航员们上班的地方吧!

显示器24小时显示着整个核心舱所有零部件的运转状态;医监医保区也要按照计划对航天员的身体状态进行评估。航天集团还专门 腾出来了一块用作搞科学实验,一些只能在在轨条件下做出的实验, 终于可以化数据为操作了。

不愧是工作区,大柱段身上每一个细节都是为上班而生,舱段外侧全是各种各样的把手,出舱作业时这些把手就成了前行的唯一依仗。

最末端就是资源仓了, 20个发动机全都挤在这里, 货运飞船来了也会从这里进行对接,后勤保障基本上就靠这里了。

基本结构说完了,咱们再来聊一聊,这个地面空间站的「特别」之处。

天和核心舱上有无数遥感装置, 24小时向地面进行数据传输 ,科研人员直接调整模型参数调,使复刻版天和核心舱轨道完全一致,从而开始全局模拟模式。

也就是说只要情况需要,这个复刻版可以将天和在太空中的状态,无比诚实且直观的展现给众人。

能模拟外太空环境?

而2月27日通过验收的这个地面空间站,专业名称叫做「空间环境地面模拟装置」。

这下就一定有人会问了,空间站这种东西,在宇宙中有不就行了, 咱们国家为啥还要在地面上修建一个呢? 没有进入外太空的空间站,还能叫做「空间站」吗?

「地面空间站」的好处,远远比咱们想象的多。

最起码的一点,它可以让宇航员对于空间站之内的设施更加熟悉, 一些规定形流程可以直接刻进宇航员的肌肉记忆, 以此来提高宇航员在太空状态下操作的准确性。

另外,出舱作业这种事儿,咱们的实践经验并不丰富,索性就在地面上 训练千千万万遍 ,以不变应万变吗?

不过这样一来,另一个问题就摆在众人面前了, 地球和外太空的环境能一样吗? 这样的极限性训练,真的能够提高宇航员的生存能力吗?

在讨论这个问题之前,咱们先来聊一聊外太空究竟是怎么样的。

首先那是个低温且真空的环境,不少科幻片都曾用过太空的 极限低温 来做文章,瞬间被低温冻成冰块的「炮灰」,被真空环境瞬间压扁的气管,这些都是影视作品中的经典镜头。

除此之外,外太空还充斥着各种乱七八糟的 辐射电子 ,电离辐射也好,粒子辐射也罢……这些影响因子在自然条件下,基本上不可能在地球上发生。

虽然自然条件下没有,但这并不意味着咱们人类不能进行复刻。

这个足足有50个足球场大 的大型实验装置 ,可以让我们在脚踏实地的情况下,直接领略某一个星球的「环境气候」。

低温和真空都算不了什么,太阳风、太阳耀斑、还有各种行星之间截然不同的等离子环境,就连磁场也是可以调整的,只要咱们需要,完全可以在地面上捏一个。

模拟太空有什么用?

这是不是也就意味着,咱们可以在不离开地球的情况下, 获得与外太空装置相同的实验数据呢?

这其实是一个相当大胆的想法, 原本一些只能排队等待「上天」的科学实验,如今在地面上就可以完美完成 ;曾经一些只能在轨道上才能测得的关键数据,如今只需要按几个键,就可以得到相似的结果。

「太空环境模拟系统」 这个概念,早在2005年就已经开始构建了, 如今18年过去 ,这个崭新的模拟系统又将为咱们的航天事业注入怎样的活力呢?

哈工大与中航集团耗费了如此多的时间与心血,总不能只是用来为全国实验室搭建一个模拟场景吧?

最直观,也是最重要的就是, 太空环境模拟装置将大幅度提高宇航员的生存能力。

粒子辐射水平忽然提高应该怎么处理?在舱外作业时遇到突发情况该怎么办?在拥有这台模拟器之前,咱们所能做的只有 根据手上并不丰富的经验进行分析、推测。 可是没有任何人敢保证,自己能够预料到,所有可能发生的意外。

那么航天员如果在外太空遇到预案中没有提及的一般状况,不应该怎么办呢?具体情况具体分析,然后将结果交给上天。

至于经验,那些在地面上通过模拟实验得出的经验,在复杂的太空环境下是否依旧有效,只有在意外发生时才能得到印证。

而拥有环境模拟器之后, 很多问题的标准答案,都会在试错过程中完成

另外,无论是何种零件,都是有使用寿命的。

理论上在大气层内,咱们根本无法就零件的耗损进行精准测量,但是现在咱们可以模拟呀?什么时候应该换零件,怎样提高航天器的使用寿命, 都可以在模拟器的支持下找到精确范围。

这是一场高科技支持下的狂欢,而狂欢的结果就是,我们的科技将走到更高的台阶。