Chińska stacja kosmiczna

Chińska Stacja Kosmiczna
中国, Zhōngguó kōngjiānzhàn Opis tego obrazu, również skomentowany poniżej Renderowane w skali stacji kosmicznej. Ogólne dane
Organizacja CMSA
Budowniczy CASC
Program Program Tiangong
Rodzaj misji Stacja Kosmiczna
Status W rozwoju
Uruchomić 2021-2022
Wyrzutnia Długi marzec 5B
Dożywotni Co najmniej 10 lat

Charakterystyka techniczna
Masa na orbicie Około 66 ton
Napęd Napęd chemiczny , elektryczny napęd
Źródło energii Panele słoneczne
Energia elektryczna 27 kilowatów
Orbita
Orbita Niska orbita okołoziemska
Wysokość 340 ~ 420 kilometrów
Nachylenie 41,5 °

Chińska stacja kosmiczna (w skrócie SSC; w chińskim  :中国空间站 ; pinyin  : ZhongGuo kōngjiānzhàn  ; w języku angielskim  : Chiny Stacja Kosmiczna lub CSS) jest stacja kosmiczna około sześćdziesięciu ton Spośród Republiki Ludowej zawierających trzy moduły w tym zespole powinien zrobić na początku lat 2020 . Stacja kosmiczna, umieszczona na niskiej orbicie od 300 do 400  km , powinna umożliwić przeprowadzanie eksperymentów naukowych w mikrograwitacji, przyczynić się do rozwoju technologii kosmicznych i przygotować chińskie załogi do długich lotów. Ten statek kosmiczny jest następcą dwóch prototypów stacji kosmicznej Tiangong 1 ( 2011 ) i Tiangong 2 ( 2016 ) krótko zajmowanych przez załogi. Stacja kosmiczna jest obsługiwana przez statek dostawczy Tianzhou i przyjmuje na półrocze załogi zastąpione przez statek Shenzhou .

Historyczny

Kontekst

Od początku lat 70. władze chińskie nakreśliły zarys programu załogowego kosmosu, w tym uruchomienie stacji kosmicznej. Jednak dopiero w 1992 r., po zniknięciu przeszkód politycznych i ekonomicznych, chiński program załogowej przestrzeni kosmicznej, nazwany Projekt 921 , mógł się zmaterializować. Pierwsza faza programu polega na rozwinięciu lotów załogowych na pokładzie statku kosmicznego Shenzhou. Po serii siedmiu lotów bez awarii rusza druga faza programu, poświęcona rozwojowi stacji kosmicznej. Oficjalna strona internetowa biura projektowego odpowiedzialnego za projektowanie lotów załogowych w 2008 r. podała bardzo krótki opis Tiangong 1 oraz Tiangong 2 i Tiangong 3 , dwóch laboratoriów kosmicznych, które mają zastąpić Tiangong 1 przed 2015 r. Model przestrzeni stacja zostaje odsłonięta podczas programu obchodów chińskiego Nowego Roku ,25 stycznia 2009na kanale telewizji CCTV .

Prototypy i start Chińskiej Stacji Kosmicznej

Pierwsza chińska stacja kosmiczna Tiangong 1 uruchomiona w dniu20 września 2011. Jest to prototyp, którego wielkość jest ograniczona możliwościami ówczesnych chińskich wyrzutni (8,5  t , długość 10,5  m , średnica 3,35  m ). Stacja jest krótko zajęta przez załogi dwóch misji Shenzhou-9 i Shenzhou-10 (15 dni) złożone z trzech astronautów. Tiangong 1 został zdesorbowany w 2016 roku. Tiangong 2, który został zwodowany w 2016 roku, nadal jest prototypem, choć dzięki wejściu do służby wyrzutni Long March 7, ma większe rozmiary . Stacja o długości 14,4  m i średnicy 4,42  m pozwala na pobyty około dwudziestu dni i mogłaby posiadać drugi port cumowniczy umożliwiający zacumowanie statku zaopatrzeniowego Tianzhou (wejście do służby w 2017 r. ) w czasie obecności załogi. Równolegle prowadzona jest budowa dużej stacji kosmicznej.

6 listopada 2018 r.chiński rząd prezentuje replikę przyszłej stacji kosmicznej na pokazach lotniczych i kosmicznych w Zhuhai . Uruchomienie poszczególnych jej modułów powinno nastąpić od końca 2020 roku .

Chronologia

Podsumowanie misji i startów związanych z chińską stacją kosmiczną
Przestarzały Misja Cel Wyrzutnia Status Uwagi
29 kwietnia 2021 Umieszczenie modułu Tianhe na orbicie Długi marzec 5B Sukces Moduł centralny
29 maja 2021 Tankowanie ładunku Tianzhou 2 Długi marzec 5B Sukces Dostawa paliwa, sprawa załogi
17 czerwca 2021 Shenzhou 12 Długi marzec 2F Sukces 1 st  zespół (3 astronauci)
2022 Umieszczenie modułu Wentiana  na orbicie (zh) Długi marzec 5B Zaplanowany
2022 Umieszczenie modułu Mengtian  na orbicie (zh) Długi marzec 5B Zaplanowany

Montaż stacji kosmicznej

Montaż stacji kosmicznej i przebieg operacji opiera się na kilku statkach kosmicznych:

Cele

Charakterystyka techniczna

Generał

Stacja składa się z trzech modułów o wadze około 22 ton każdy. Centralny moduł Tianhe jest sercem stacji, gdzie cumują pozostałe moduły oraz statki załogowe Shenzhou i Tianzhou . Znajdują się w nim kwatery załogi, centrum kontroli stacji, śluza powietrzna do spacerów kosmicznych przed przybyciem Wentiana oraz sprzęt naukowy. Dwa eksperymentalne moduły Wentian i Mengtian są zacumowane z boku, każdy z nich ma parę dużych paneli słonecznych i jest przeznaczony głównie do badań naukowych. Wentian ma również centrum kontroli awaryjnej i śluzę do spacerów kosmicznych, Mengtian ma śluzę przeznaczoną na sprzęt naukowy. Stanowisko jest wyposażone w 10,2 m główne ramię robota oraz 5-metrową sekundę, która może być używana oddzielnie lub od końca do końca.

Całkowita objętość wewnętrzna stacji 110  m 3 , a panele słoneczne dostarczenie energii elektrycznej 27 kW. Atmosfera stacji utrzymywana jest między 19  °C a 26  °C , przy ciśnieniu atmosferycznym od 81  kPa do 104  kPa . Na pokładzie stacji może przebywać na stałe trzyosobowa załoga astronautów, a podczas zmiany załogi do sześciu. Teleskop Kosmiczny Xuntian , o rozdzielczości kątowej podobnej do Hubble'a, ale z polem widzenia 300 razy większym, musi być umieszczony na tej samej orbicie co stacja kosmiczna, aby móc tam okresowo cumować w celu uzupełnienia paliwa i utrzymywania przez astronauci podczas spacerów kosmicznych.

Porównanie cech chińskiej stacji kosmicznej z cechami innych stacji kosmicznych
Charakterystyka Skylab Salut 7 Mir Międzynarodowa Stacja Kosmiczna Tiangong 2 Chińska stacja kosmiczna
Okres na orbicie 1973-1979 1982-1991 1986-2001 2000- 2016-2019 2021-
Masa całkowita 90 ton 20 ton 124 ton 420 ton 8,5 tony 66 ton
Moduły ciśnieniowe 1 1 7 16 1 3
Objętość pod ciśnieniem 354  m 3 90  m 3 350  m 3 388  m 3 powierzchni mieszkalnej 14  m 3 110  m 3
Załoga 3 (nie na stałe) 3 3 7 2 (nie na stałe) 3
Porty cumownicze 1 (plus zapasowy) 2 3 8 1 3
Energia elektryczna 8,5  kW 4,5  kW 42  kW 110  kW 2,5  kW 27  kW
Tankowanie Nie Postęp Postęp amerykański prom kosmiczny ,

Postęp , ATV ,

Smok SpaceX ,

Łabędź , HTV

Nie Tianzhou

Moduł centralny Tianhe

Moduł centralny (w języku angielskim  : modułu głównego lub CM-1), zwanego również Tianhe (w języku chińskim  :天和; pinyin  : Tianhe; . Litt „Harmonia niebios”) to pierwszy moduł stacji i jego centrum sterowania. Przy masie 22,5 tony i długości 16,6 metra jest głównym modułem stacji. Jego ogólna architektura jest podobna do rosyjskiej Zvezda modułu do Międzynarodowej Stacji Kosmicznej . Jest podzielony na cztery sekcje: sekcję nieciśnieniową z tyłu modułu ze zbiornikami paliwa i głównymi silnikami, sekcję ciśnieniową o długości 7,2 metra i średnicy 4,2 metra, drugą sekcję ciśnieniową mniejszą, o długości 5,3 metra i 2,9 metra. metrów średnicy i cylindryczny węzeł cumowniczy o średnicy 2,9 metra. Moduł ma pięć portów cumowniczych: jeden z tyłu przeznaczony głównie do przyjmowania statków zaopatrzeniowych Tianzhou , do którego dostęp prowadzi tunel w części nieciśnieniowej, oraz cztery w węźle cumowniczym. W zenicie węzła znajduje się właz do spacerów kosmicznych, ponieważ służy on również jako śluza powietrzna przed przybyciem modułu Wentian, który ma ostatnią śluzę powietrzną. Przy wewnętrznej objętości 50  m 3 Tianhe skupia pomieszczenia mieszkalne załogi z miejscami do spania, kuchnią, toaletami i miejscami do pracy. Odpowiada również za utrzymanie orbity stacji i jest do tego wyposażony w silniki elektryczne (cztery silniki jonowe , wymagające przechowywania zasobów 10 razy mniej ważnych niż silniki ISS ). Moduł przenosi również główne ramię robota stacji ( Manipulator modułu rdzenia lub CMM), złożone z boku cienkiej sekcji ciśnieniowej. Ma dwa duże rozkładane panele słoneczne, każdy o wymiarach 11 na 4,6 metra, które zasilają go energią.

Moduł eksperymentalny Wentiana

Moduł eksperymentalny 1 (po angielsku  : Experimental Module 1 lub EM-1) zwany także Wentian (po chińsku  :天 天 ; pinyin  : Wèntiān; dosł . „Poszukiwanie nieba”) jest pierwszym naukowym modułem stacji. Przy masie około 22 ton na długości 15,5 metra posiada jeden port cumowniczy. Moduł jest przeznaczony do samodzielnego dokowania do przedniego portu Tianhe, zanim zostanie przeniesiony na prawą burtę przez ramię robota. Oprócz Tianhe może również pełnić funkcję zapasowego modułu sterującego. Wentian jest podzielony na trzy sekcje: sekcję ciśnieniową ze sprzętem naukowym, śluzę powietrzną do spacerów kosmicznych dla astronautów oraz sekcję bezciśnieniową ze zbiornikami paliwa i silnikami odrzutowymi. Na końcu jest wyposażony w dwie pary paneli słonecznych o długości 30 metrów, które mogą obracać się w osi modułu. Może odbierać zewnętrzne eksperymenty naukowe, które są wystawione na działanie próżni kosmicznej, i posiada ramię robota do manipulowania nimi ( Manipulator Modułu Eksperymentalnego lub EMM).

Eksperymentalny moduł Mengtian

Experimental Module 2 (w języku angielskim  : Experimental Module 2 lub EM-2) zwany także Mengtian (po chińsku  :梦 天 ; pinyin  : Mèngtiān; dosł . „Dreaming of the heavens”) to drugi moduł naukowy stacji. symetrycznie do Wentianu ma masę około 22 ton na długości 15,5 metra i posiada pojedynczy port cumowniczy. Moduł jest przeznaczony do samodzielnego dokowania do przedniego portu Tianhe, zanim zostanie przeniesiony do portu bocznego przez ramię robota. Mengtian jest podzielony na trzy sekcje: sekcję ciśnieniową ze sprzętem naukowym i śluzą powietrzną do eksperymentów naukowych, sekcję bezciśnieniową do przyjmowania zewnętrznych eksperymentów naukowych oraz sekcję bezciśnieniową ze zbiornikami paliwa i silnikami odrzutowymi. Na końcu jest wyposażony w dwie pary paneli słonecznych o długości 30 metrów, które mogą obracać się w osi modułu.

Ramiona robota

Stacja ma dwa ramiona robota do przenoszenia sprzętu, modułów lub astronautów podczas spacerów kosmicznych. Oficjalnie nazywany systemem zdalnej obsługi chińskiej stacji kosmicznej (w języku angielskim  : Chinese Space Station Remote Manipulator System lub CSSRMS), został opracowany i wyprodukowany przez Chińską Akademię Technologii Kosmicznych (CAST) we współpracy z Instytutem Harbin Technology (HIT). . Rdzeń Moduł Manipulator (CMM) to 10,2 metrowy ramię robota wstępnie zainstalowany na module centralnego Tianhe. Przy masie 738 kilogramów jest w stanie przenieść ładunek 25 ton. Ramię ma 7  stopni swobody i może się poruszać, zaczepiając jeden z jego końców o punkt kotwiczenia, dostarczając mu energię i dane. Drugie ramię robota to manipulator Experimental Module Manipulator (EMM) o długości 5 metrów, który zostanie uruchomiony na pokładzie modułu Wentian. Może poruszać się w 7  stopniach swobody i przenosić ładunek o maksymalnej masie 3 ton. Dwa zrobotyzowane ramiona mogą działać niezależnie lub łączyć się, tworząc ramię o długości 15 metrów z 14  stopniami swobody.

Teleskop Kosmiczny Xuntian

Sprzęt naukowy

Stacja kosmiczna ma 16 zdejmowanych szafek o standardowym formacie, podobnych do tych zainstalowanych w amerykańskich modułach Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Ich rozmiar jest jednak mniejszy: 1,8 × 1 × 0,9  m dla maksymalnie 500 kilogramów wobec 2 × 1,05 × 0,85  m .

Operacja operacyjna

Stacja kosmiczna będzie krążyć po niskiej orbicie okołoziemskiej na wysokości od 340 do 350  km iz nachyleniem orbity między 42 a 43°. To nachylenie jest zbliżone do szerokości geograficznej bazy startowej Jiuquan, z której wodowane są załogi statków Shenzhou . Stała załoga stacji kosmicznej, która liczy 3 osoby, zmienia się na 6 w momencie zmiany, która ma miejsce co pół roku. Stacja została zaprojektowana na 10 lat.

Statek załogowy Shenzhouzhou

Statek towarowy Tianzhou

Uwagi i referencje

  1. (zh) " 天宫 一号" 空间站 已 进入 初 样 研制 阶段 (图)  ", CCTV ,25 stycznia 2009.
  2. (w) "  Projekt chińskiej stacji kosmicznej wszedł w nowy etap - powitaj Tianhe-1!  „ Na spaceflights.news (dostęp 19 czerwca 2016 ) .
  3. (w) Agence France-Presse , „  Chiny ujawniają swoją przyszłą stację kosmiczną  ” na sciencesetvenir.fr ,6 listopada 2018 r..
  4. Philippe Henarejos, „  Chiny uruchamiają pierwszy moduł swojej dużej stacji kosmicznej  ” , na Ciel et Espace ,29 kwietnia 2021.
  5. (w) Andrew Jones, „  Chiny opłaciły z góry misję ładunkową Tianzhou-2 w celu śledzenia zbliżającego się startu stacji kosmicznej  ” w SpaceNews  (w) ,13 kwietnia 2021.
  6. (w) Andrew Jones, „  Doki Shenzhou-12 z modułem stacji kosmicznej Tianhe  ” w SpaceNews  (w) ,17 czerwca 2021.
  7. Pierre-François Mouriaux, „  Chiny zaczynają montować swoją dużą stację kosmiczną  ” , na temat Air and Cosmos ,1 st maja 2021.
  8. Brian Harvey 2019 , s.  24-27.
  9. (w) "  China Focus: ujawniono więcej szczegółów na temat chińskiej stacji kosmicznej - Xinhua | English.news.cn  ” , na xinhuanet.com  (zh) ,18 maja 2020 r.(dostęp 29 kwietnia 2021 ) .
  10. (w) Victor Tangerman, „  Nowa chińska stacja kosmiczna jest zasilana przez napędy jonowe: kraj stawia na duży elektryczny napęd statku kosmicznego  ” , Futurism.com ,2 czerwca 2021.
  11. (w) „  Tianhe 1  ” na chinaspacereport.wordpress.com ,15 maja 2016(dostęp 29 kwietnia 2021 ) .
  12. (es) Daniel Marin, „  El módulo Tianhe de la futura estación espacial china está listo  ” , na blogu Eureka ,26 kwietnia 2019.
  13. (en) „  Tiangong  ” , na chinaspacereport.wordpress.com ,14 maja 2016(dostęp 28 kwietnia 2021 ) .
  14. (w) XiLun Ding , YeCong Wang , YaoBing Wang i Kun Xu , „  Przegląd struktur, weryfikacji i technologii kalibracji systemów robotów kosmicznych do obsługi orbitalnej  ” , Science China Technological Sciences , tom.  64, n o  3, 2021-03-XX, str.  462-480 ( ISSN  1674-7321 i 1869-1900 , DOI  10.1007 / s11431-020-1737-4 , przeczytane online , dostęp 29 kwietnia 2021 ).

Bibliografia

Ogólny chiński program kosmiczny

Zobacz również

Powiązane artykuły

Linki zewnętrzne