对“天宫二号”知多少？—详解空间技术发展现状与未来

作者： 陈敏泽  审协北京中心初审部    

原标题：对“天宫二号”知多少？—详解空间技术发展现状与未来

空中楼阁，本意指悬于半空中的城市楼台。

古人常用来比喻虚构的事物或不切实际的空想。

但古人不会想到航天技术已经将想象变成了现实。

1971年前苏联将“礼炮一号”(上图)空间站发射升空,

开始了人类搭建空中楼阁的尝试。

之后，人类对空间站的升级改造从未停止。

从单舱结构(礼炮一号)，

到多舱积木式结构(和平号空间站)，

再到最新的多舱桁架结构（国际空间站）；

悬于天际的空中楼阁越来越壮观！

上图是国际空间站全景图，长110米，宽88米，总质量400余吨。它由美国、俄罗斯、日本、加拿大和欧洲等国共同建造。

 国际空间站采用桁架挂舱式结构，即以桁架为基础，增压舱、多功能舱、服务舱、实验舱和遥控操作机械臂等核心部件挂靠其上。

对应“国际”之名，这些部件是由各合作国家分别研制的：美、俄两国提供的部件最多，其次是欧空局、日本、加拿大和意大利。　

国际空间站的第一个部件“曙光号”功能货舱于1998年11月发射升空，随后在国际合作下，陆续发射模块对其逐渐进行扩充。

上图展现了国际空间站不断成长壮大历程

说到这，有人肯定会疑惑，国际空间站包括了全球所有技术强国，却独缺中国呢？

还记得在2013年美国科幻电影《地心引力》的情节吗？国际空间站被太空碎片击毁，女主角在绝境中找到了一条逃生之路——登上中国的天宫空间站。

这个情节真的可能吗？确实有可能哦！(当然，影片中宇航员在没有内应的情况下能够从外面把舱门打开等具体细节先不考虑)

目前太空中除了上面提到的国际空间站，再就是中国的天宫空间站。

中国目前的天宫空间站，包括2011年9月发射的天宫一号：

以及即将发射的天宫二号，两者外形基本上都是长约10米，直径约3米，只能算是具备小型空间站的雏形。

由于空间站体现了宇航技术的综合实力，各个航天大国都投入相当多的资源进行研究。

在德温特（WPI）专利数据库中以“state space（空间站）”为主题进行检索，共找到395篇相关文献（截止到2016.09.01）。

NASA(美国宇航局)的专利数量遥遥领先，不愧是领导地球航天技术的机构。而日本7家企业进入了前十名，展现出了日本航天技术企业对专利的重视程度，其在专利申请量的排名超出了所具有的技术实力。美国波音公司和俄罗斯太空火箭能源公司分别作为美、俄的航天技术企业代表进入前十位。

再以国家为单位，对原创专利申请数量进行统计，可以看到美国、日本、中国、俄罗斯、德国的原创专利数量排名前五位。

通过两幅图可以看出，中国虽然在专利申请数量上排在第三位，但缺少重量级的企业，没有能够进入申请人的前十位。当然，更大的可能是由于中国航天单位保密的原因，并没有申请相关专利。

对于中国来说，在天宫二号之后，还计划发射新的长期在轨空间站，这个空间站由带有四个对接口和一个出舱口的核心舱、以及左右两边带有大型太阳翼的实验舱组成。

后期可能再对接一个核心舱模块以及两个实验舱，甚至可能包括来自国外的实验舱。形成下图所示的多舱结构。

在技术实力的保障下，美国人比中国人疯狂多了。美国毕格罗宇航公司开发了一种充气式活动舱（BEAM），并且在2016年4月由SpaceX公司的“龙”货运飞船运送至国际空间站。5月28日，在宇航员的操作下，经过7小时30分钟，成功完成充气并打开。成为了国际空间站的一个新的舱室。

这种充气式的空间站，能够使用有限的火箭载荷发射更大空间的舱室。

此外，空间站目前还存在另一待解决的问题——失重。在空间站中，宇航员们在失重状态下飘来飘去看似炫酷，但长期会对人体健康产生不利影响。

为了解决这个问题，“美国联合太空结构”公司，提出制造一种新的蘑菇型空间站的设想，这个空间站将长达400米，直径100米，并且绕垂直轴旋转，通过离心力来产生人造重力。

还记得美国科幻电影《极乐空间》中，天空中盘旋的那个圆环城市吗？

电影中城市这样的设置也是来自于专家的建议，因为理论上大圆环旋转所带来的离心力可以模拟出重力。

科技迅速发展，祖国繁荣富强！也许在不久的未来，“天空之城”真的造出来，大家想去住几天吗？

来源： IPRdaily

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