继天宫空间站之后,又一座百吨级空间站亮相,二者对比恍如隔世( 二 )
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基础模块与节点舱对接
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网关模块与节点舱对接
轨道服务站一期是由4个舱段组成 , 规模约50吨级 , 至二期任务阶段 , 规模将拓展至百吨左右 。 天宫空间站二期最大拓展构型则是180吨 , 那么二者相比仅仅是吨位量级的差异吗?当然不是 , 可以说二者之间存在代际差距 。
除去载人飞船与货运飞船发射 , 完成轨道服务站一期在轨组装建造需要4次发射 , 而天宫空间站一期只需要3次发射 。
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天宫空间站一期构型图
从在轨组装建造方法看 , 轨道服务站直接是两个20吨级舱段轴向对接 , 看上去很像放大版的“天宫二号空间实验室/天舟一号货运飞船组合体” , 省去了天宫空间站的转位组装流程 , 看似是化繁为简 , 实则是限制了轨道服务站的在轨科研能力 。
正所谓“载人为建站 , 建站为应用 。 ” , 在轨科研实验能力的高低也决定了空间站技术水平的高低 。
先来看轨道服务站综合效能是如何被一步步蚕食的:
轨道服务站一期的两个20吨级舱段(科学/能源模块、基础模块)与天宫空间站一期的两个实验舱一样 , 都采用“对置布局” , 进而形成较大的舱段跨度 , 并在舱段连线两端布置双自由度驱动的大型太阳翼 , 这样一来就可以起到类似国际空间站的桁架作用 , 这也算是两家都总结了和平号空间站太阳翼相互遮挡问题的共同点 。
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轨道服务站一期构型图
虽然选择的办法一样 , 但所起到的效果却完全不同 。 以轨道服务站的科学/能源模块舱段为例 , 其太阳翼面积达到了155平方米 , 发电功率是12至18千瓦 。 与之对比 , 天宫空间站天和一号核心舱太阳翼则以更小的面积(134平方米)达到了18千瓦发电功率 , 而我们的能源供应主力是面积更大的实验舱太阳翼 , 所以在能源供应问题上 , 天宫空间站一期对轨道服务站一期形成了大幅领先优势 。
如果仅仅是发电功率高低的差异 , 也许不足以说明代差 , 然而空间站是一个大系统工程 , 可以说是牵一发而动全身 , 太阳翼的问题还没有完 。
轨道服务站应用的太阳翼全部都是刚性太阳翼 , 而我们则全部是柔性太阳翼 。 二者有何区别?
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天和一号核心舱柔性太阳翼
刚性太阳翼的劣势是尺寸大、重量大 , 其中最突出的问题就是尺寸大 , 它会导致挤占火箭整流罩有限的可用空间 , 进而蚕食航天器自身的结构空间 。
次要问题是重量大 , 太阳翼更轻质 , 可搭载的设备载荷才能更多 , 航天器的设计布局才能有更大的回旋余地 。
比如轨道服务站一期的科学/能源模块舱段 , 为了在上行发射段布置刚性太阳翼 , 该舱段资源舱不得不在径向尺寸上作出让步 。
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科学/能源模块刚性太阳翼蚕食火箭整流罩内的有效空间
资源舱径向尺寸小了 , 但是姿轨控也是刚需 , 那就只能向轴向方向要空间 , 然而承运该舱段的火箭整流罩轴向长度同样有限 , 这样一来就挤占了舱段的加压密封舱空间 。
反观应用了大型柔性太阳翼的天宫空间站 , 三大舱段在结构布局上不需要做出大的让步就能高效布放太阳翼 。
- 本文转自:上观今年春节|同吃一口“天宫饺子”,过个“航天味”寒假,这些有趣的作业单,快来试!
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