三十年河东三十年河西 中国空间站快成了 NASA 肠子都悔青了
今天有條令人振奮的新聞:問天實驗艙跟天和核心艙成功對接上了。相信大家跟世超一樣,看到咱們國家的新成績會很激動,但不知道大家有沒有好奇過。
這問天實驗艙是干嘛的?對于咱們來說又有啥意義?
對于問天跟天和,或許有人感覺陌生,但「中國空間站」這個詞應該都挺熟悉吧?天和核心艙、問天實驗艙是中國空間站的重要構成組件,如今這兩成功對接,后續再接上夢天實驗艙,中國空間站差不多就成了。
要世超來說,這事多少有點“三十年河東三十年河西”的爽感。
原本太空中只有國際空間站,主要話事人是美國,其他國家看臉色蹭著開展太空科研,2011年美國通過沃爾夫條款將中國排除在國際空間站項目之外。
現在咱航空航天技術飛速發展,馬上要有自己的空間站了,相當揚眉吐氣。
原本NASA的局長還說要把沃爾夫條款永久化,頗有點對中國搞太空封鎖的意思,今年卻變成了“都怪中國不主動找我們合作” ~
扯遠了~
現在,讓咱再來認識一下,咱們的空間站。按照原有規劃,咱們要通過發射天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙,以及4艘神舟載人飛船和4艘天舟貨運飛船,2022 年前后完成空間站在軌建造。
最終“三船三艙”完整形態▼
天和核心艙是空間站最重要的組件,相當于中樞,操控、管理整個空間站。
參數咱就不列了,結構分為大柱段、小柱段、資源艙、節點艙和后端通道。
大柱段是工作區,工作和實驗在這完成,小柱段是生活區,睡眠、衛生都在這解決。
另外,天和核心艙設置了3個對接口和2個停泊口,對接口用來跟連接實驗艙,停泊口用來“收快遞”,接受飛船們送上來的物資。
那兩個實驗艙是干啥的呢?
問天實驗艙的兩個主要用途:給核心艙做備份和太空生命科學的研究。
首先,它具有核心艙的部分關鍵功能,在需要時,它能一定程度接管、操作空間站。
同時,內部部署了生命生態、生物技術和變重力科學等實驗柜。
這些實驗柜都是模塊化設計,每個都相當于一個小型太空實驗室,一個實驗柜可以滾動支持幾百項科學實驗。
變重力科學實驗柜▼
這些實驗有啥意義呢?
以問天帶上天的水稻“小薇”為例哈,它大概是 20-30公分的高度,很小。通過艙內生物培養相關實驗柜,咱們能在太空環境下對“小薇”的一生進行研究。觀察它如何從種子發育成幼苗、植株,最后開花結籽,完成整個生命周期。
為啥一定要在太空做這些研究?因為太空有微重力,還有輻射等,總之,有地球所不具備且很難模擬的環境。
在此之前,太空中的農活咱們就要辛苦航天員先做做了。
未來,很快夢天實驗艙也會上去,夢天實驗艙包括工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四部分。
,配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎物理以及航天技術試驗等多學科方向的實驗柜。
舉個栗子,混凝土。假如以后人類要去外太空,那是不是要建房子?怎么建呢?肯定不是從地球上運輸,畢竟往火星上運一塊磚費用超過 100萬英鎊。。。
一個比較靠譜的想法就是在外太空合成混凝土之類的建筑材料,但混凝土這玩意聽起來簡單,微觀結構很復雜。在微重力環境下,混凝土是否能夠硬化?微觀結構跟在地球上有啥區別?
類似這樣的問題,都是我們需要去解答的。
此外,夢天實驗艙還將建立世界上第一套由氫鐘、銣鐘、光鐘組成的空間冷原子鐘組,構成在太空中頻率穩定度和準確度最高的時間頻率系統。
官方的說法是,這能幫助開展對引力紅移、精細結構常數測量等前沿科學研究。
聽起來很遠?
比如在衛星定位里,每一顆衛星都在不斷發射包含位置和時間的無線電信號,而且能精確到一米以內和十億分之一秒。
一旦有誤差,即使誤差只有0.1 秒,再乘以光速,衛星定位就會差之千里。
我國的北斗衛星就用了銣原子鐘和氫原子鐘,美國的 GPS 也用了星載原子鐘。
星載氫原子鐘結構圖▼
除了航天系統之外,電網、金融、通訊、交通、氣象等領域都需要高精度的授時。像我們用的交流電中的電流方向就是隨時間變化的。當不同的電網設備進行并網時,如果時間不一致,你的波峰波谷就不一致,輕則帶來多余的能量損耗,重則就會直接短路,造成大規模停電和電網癱瘓。
咱們可以期待一下。
中國空間站在太空建成的那一天,不僅僅代表我們國家的太空實力有了新的飛躍。未來這些太空科研項目會助力各種前沿科學問題突破,讓人類的科技生活邁上新的臺階。
總結
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