天宮二號

中国空间实验室

天宮二號中華人民共和國的一個空間實驗室,也是921-2空間站計劃的一部分。[5]中國空間技術研究院研製[6],與天宮一號目標飛行器同級。設計在軌壽命兩年,設計可同時承載三名航天員在軌工作。

天宮二號
空間實驗室
天舟一號貨運飛船(左)與天宮二號空間實驗室(右)的組合體模擬圖
空間站信息
COSPAR ID2016-057A
SATCAT no.41765
成員數量滿員:3人
實際進駐人數:2人
神舟十一號景海鵬陳冬
發射日期2016年9月15日22時04分12秒428毫秒
發射台酒泉衛星發射中心
921發射工位
任務狀態已結束
質量8.6公噸(8.5長噸;9.5短噸)
長度10.4公尺(34英尺)
直徑3.35公尺(11.0英尺)(艙體最大直徑)
加壓體積22.3立方米[1]
(生活空間15立方米)
軌道傾角約42°[2]
軌道高度393 千米
在軌天數1036天23小時又1分
有人天數29天9小時又10分
參考資料: [3]
天宮二號空間實驗室發射任務
搭載天宮二號空間實驗室的長征二號FT2運載火箭點火升空
中國空間實驗室示意圖
任務類型空間交會對接、空間試驗
運營方中華人民共和國 中國載人航天工程辦公室
國際衛星標識符2016-057A
衛星目錄序號41765在維基數據編輯
航天器屬性
航天器天宮二號空間實驗室
航天器類型空間實驗室
製造方中國航天科技集團公司
任務開始
發射日期2016年9月15日22時04分12秒428毫秒
運載火箭長征二號F改進型運載火箭(T2)
發射場酒泉衛星發射中心
921發射工位
任務結束
丟棄形式受控離軌
離軌日期2019年7月19日21時06分[4]
著陸地點南太平洋
軌道參數
參照系地心
軌域低地球軌道
遠拱點395公里(245英里)

2016年9月15日晚22時04分09秒,天宮二號由長征二號F改進型運載火箭(T2)從酒泉衛星發射中心發射升空[7][8],成為中國首個以驗證航天員中長期(約三十天左右)在軌滯留為目標的空間站,由神舟十一號對接,也是唯一一次有人任務。

背景

1992年,中國政府決定實施載人航天工程,並確定了中國載人航天工程「三步走」的發展計劃。第一步是發射載人飛船,神舟五號神舟六號成功飛行,標誌第一步的完成。第二步是完善航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術,解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題。神舟七號任務標誌着中國掌握了出艙活動關鍵技術;天宮一號神舟八號神舟九號交會對接,標誌着中國掌握了自動和手動交會對接技術;神舟十號飛行任務是工程第二步第一階段任務的收官之戰。第二步第二階段也緊接第三步的開始,為空間實驗室階段,包括發射天宮二號、天宮三號試驗中期駐守與補給任務。因為第三步的目的,不只是為了建造空間站,而是解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題,屆時中國將如國際太空站一樣,輪流派出值班太空站的常年在軌隊伍,並不斷進行研究和技術更新。

原有消息稱,天宮一號成功地完成了「三步走」規劃的第二步的第一階段、第二階段,工程人員決定跳過天宮二號原設計,直接提高天宮二號的質量,約十三噸,即原計劃2017至2018年發射的天宮三號的質量級別。但2016年3月21日,中國載人航天工程辦公室宣布天宮一號超期服役兩年半,在完成各項在軌試驗後已完成其歷史任務,其功能於近日失效並終止數據連接,將落入地球大氣層燒毀。同時因為天宮一號飛行壽命延長,完成任務超越預估,最後決定採用消耗燃料較少且更快的方案,即計劃使用已完成研製的天宮一號目標飛行器的備份器,對其進行所要求的改進後,由長征二號F改進型運載火箭(T2)或長征七號運載火箭從酒泉衛星發射中心發射升空替補,即類似天宮一號目標飛行器的發射情況。

將原定的天宮二號、三號的階段性任務整合後,預算一步到位的直接投入中國空間站中。天宮二號的發射成功使得包括神舟十一號天舟一號等任務得以完成。而天宮二號也超期執行任務,於2019年退役墜入太平洋,之後的所有任務已經編入中國空間站中,並在之後天舟二號神舟十二號開始進行中長期駐守的常態化任務。

設計

天宮二號是在天宮一號備份目標飛行器基礎上改進研製而成,由實驗艙和資源艙組成,總長10.4米,艙體最大直徑3.35米,太陽帆板展開後翼展寬度約18.4米,起飛重量約8.6噸。

和主要用於驗證空間交會對接技術的天宮一號目標飛行器不同,天宮二號是中國第一個真正意義上的空間實驗室,具備長期無人值守和中期載人飛行能力,可進行地球觀測太空地球系統科學太空應用新技術太空技術航天醫學以及其他領域的應用和試驗[6]。天宮二號所完成的三大任務為中期駐留試驗、推進劑在軌補加試驗和在軌維修等空間站運行技術試驗,全面驗證未來的中國空間站建設所需要的關鍵技術。[9]

天宮二號設計飛行壽命大於兩年。天宮二號總設計師朱樅鵬透露,儘管上級下達的任務是要求飛行兩年,但實際上會飛更長的時間。之前中國天宮一號設計壽命也是兩年,但是卻服役長達四年多時間。

歷程

 
天宮二號(遠處)與神舟十一號對接狀態下的模型
  • 2014年10月,天宮二號空間實驗室開始進行總裝工作。[10]
  • 2015年1月3日,天宮二號空間實驗室完成空間應用系統載荷設備安裝並交付電測。[10]
  • 2016年4月15日,天宮二號空間實驗室完成大型試驗後的總裝並交付電測。[12]
  • 2016年9月9日,天宮二號空間實驗室與長征二號F T2運載火箭組合體垂直轉運到發射區調試,計劃在9月15日至20日擇機發射。[16]
  • 2016年9月15日22時04分,天宮二號空間實驗室使用長征二號F T2運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射升空,大約575秒後,天宮二號與助推火箭分離並成功進入預定軌道。[17]
  • 2016年9月22日18時41分,天宮二號空間實驗室上的大部分載荷正式開始運行。[19]
  • 2016年9月25日,天宮二號空間實驗室經過軌道控制先後進行兩次變軌,將其調整至距地面393公里的交會對接軌道,等待神舟十一號[20]
  • 2016年10月19日,03時24分,神舟十一號與天宮二號對接環接觸;03時31分,神舟十一號與天宮二號成功完成自動交會對接;06時32分,兩位航天員景海鵬陳冬先後進入天宮二號空間實驗室。[21]
  • 2016年10月23日7時31分,天宮二號伴隨衛星從天宮二號釋放成功,將通過多次軌道控制後再次靠近天宮二號和神舟飛船組合體,並將在飛越組合體上空時進行成像觀測。[22]
  • 2016年10月25日,天宮二號伴隨衛星飛越組合體上空並傳回天宮二號空間實驗室與神舟十一號飛船組合體的全貌。[23]
  • 2016年11月17日12時41分,神舟十一號與天宮二號空間實驗室分離。[24]
  • 2017年4月22日12時23分,天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室順利完成自動交會對接[25]
  • 2017年4月27日,天舟一號貨運飛船與天宮二號成功完成首次推進劑在軌補加試驗。這是中國實施的首次太空推進劑補加試驗,標誌着空間實驗室飛行任務全部完成,中國載人航天工程第二步發展戰略全面收官。
  • 2017年6月15日,天舟一號貨運飛船與天宮二號完成第二次推進劑在軌補加試驗。
  • 2017年6月19日,天舟一號完成與天宮二號的繞飛和第二次交會對接試驗。
  • 2017年9月12日,天舟一號完成與天宮二號的自主快速交會對接試驗。
  • 2017年9月17日16時15分,天舟一號在經過近5個月的飛行後,按計劃與天宮二號完成分離。
  • 2018年9月15日,天宮二號完成了在軌運行2年的目標。
  • 2019年7月19日21時06分,天宮二號受控離軌再入大氣層[26],少量殘骸落入南太平洋的無人海域中。

受控離軌

2019年7月13日,中國載人航天工程辦公室發布消息稱,天宮二號完成全部拓展實驗,計劃於當月19日擇機受控離軌並再入大氣層,少量殘骸將落入南太平洋無人區的預定安全海域。當月19日21時06分,天宮二號成功受控離軌,在軌飛行時間為1036天22小時54分56秒,超期服役了近一年的時間[27]

 
天宮二號與神舟十一號交會對接的模擬圖。左側即為天宮二號。

參見

參考文獻

  1. ^ 揭秘天宫二号内部结构:22.3立方米的人性化宜居环境-闽南网. www.mnw.cn. [2023-03-20]. (原始內容存檔於2023-03-20). 
  2. ^ “天机”未曾泄露:“天宫二号”上的“量子往事”-中国科技网. stdaily.com. [2023-03-20]. (原始內容存檔於2023-03-20). 
  3. ^ 趙冰. 关于“天宫二号”,你想知道的都在这儿了!-新华网. www.xinhuanet.com. [2023-03-20]. (原始內容存檔於2023-03-20). 
  4. ^ 天宫二号空间实验室受控再入大气层任务顺利完成. 中國載人航天工程官方網站. 2019-07-19 [2021-07-15]. (原始內容存檔於2021-07-15). 
  5. ^ 官方介绍航天未来计划:2015年前后发天宫二号. 北京: 中國新聞網. 中國新聞社. 2013-06-26 [2016-09-16]. (原始內容存檔於2019-06-03) (中文(簡體)). 
  6. ^ 6.0 6.1 天宫二号肩负重任 应用项目丰富. 中國載人航天工程網. 2008年9月17日 [2013年6月23日]. (原始內容存檔於2018年10月5日) (中文(中國大陸)). 
  7. ^ 中国航天科技集团. 中國航天科技集團. 2014年10月17日 [2014年10月17日]. (原始內容存檔於2018年10月5日) (中文(中國大陸)). 
  8. ^ “长二F”完成首轮测试 明年将发射“天宫二号”. 中國航天報. 2015年10月14日 [2016年1月2日]. (原始內容存檔於2018年9月30日) (中文(中國大陸)). 
  9. ^ 空间站建设进入关键之战. 中國航天科技集團. 2016-10-09 [2023-04-01]. (原始內容存檔於2023-04-01). 
  10. ^ 10.0 10.1 天宫二号空间实验室进入电测阶段. 北京. 中國航天報. 2015-01-03 [2016-10-30]. (原始內容存檔於2018-09-30) (中文(簡體)). 
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  13. ^ 用于发射神舟十一号飞船的长二F火箭完成出厂测试. 北京: 中國載人航天網站. 中國航天報. 2016-06-03 [2016-10-30]. (原始內容存檔於2021-01-11) (中文(簡體)). 
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  23. ^ 天宫二号伴星传回组合体图像. 北京: 新華網. 2016-10-27 [2016-10-30]. (原始內容存檔於2017-03-23) (中文(簡體)). 
  24. ^ 神舟十一号飞船撤离天宫二号空间实验室 航天员即将踏上返回之旅. 新華社. 2016-11-17 [2016-11-17]. (原始內容存檔於2017-10-18). 
  25. ^ 王新國; 肖建軍. 天舟一号与天宫二号顺利完成自动交会对接. 新浪網. 環球網. 2017-04-22 [2017-04-22]. (原始內容存檔於2021-01-11). 
  26. ^ 天宫二号空间实验室将于今晚择机受控再入大气层. [2019-07-19]. (原始內容存檔於2021-01-11). 
  27. ^ 李國利、鄧孟. 天宫二号空间实验室将于近期择机受控再入大气层. 新華網. [2019-07-13]. (原始內容存檔於2020-08-10). 

外部連結