天和核心舱
“天和将至。”2000多年前,中国哲学家庄子就表达了对“天地人和”的美好向往。2021年4月29日11时23分,天和核心舱在我国文昌航天发射场发射升空,准确进入预定轨道。
2021年6月17日15时54分,神舟十二号载人飞船入轨后采用自主快速交会对接模式,成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体,整个交会对接过程历时约6.5个小时。2021年6月17日18时48分,神舟十二号的3名航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱,中国空间站有了第一批航天员。
“小航、甜甜,你们知道吗?三度飞天的指令长聂海胜、再叩苍穹的刘伯明、首次出征的汤洪波,这3名航天员有个共同的背景,他们都是农民的孩子,家境都比较清苦。”爸爸说,“他们三人在少年时期,在艰苦的日子里,没有放弃学习,磨砺出了坚强的意志、强健的体魄,为成为优秀的航天员打下了坚实的基础。从山村的放牛娃到飞行员,再到圆梦星辰大海,他们通过一次次严酷的考验,成为亿万人心目中的英雄。”
沙里淘金,优中选优,千锤百炼,百炼成钢。这就是中国航天员的真实写照。
自从听说上海天文馆内有天宫空间站天和核心舱1∶1的模型后,甜甜和小航姐弟俩最惦记的事情就是去上海了。
趁着双休日,爸爸妈妈带着姐弟俩坐高铁去了上海。到站后,妈妈就问:“我们是先去迪士尼乐园,还是去上海天文馆呢?”
“当然是天文馆了。我做梦都想着来上海天文馆看看呢。”小航说。
“是啊,上海天文馆可是全球最大的天文馆,我就是为它而来的。”甜甜也说。
“看来你们两个都成小航天迷了,连迪士尼乐园都不能吸引你们。走,直奔天文馆。”爸爸开心地说。
上海天文馆坐落在滴水湖畔,像两片大贝壳一样,也像艘充满未来感的宇宙飞船。天文馆内分为“家园”“宇宙”“征程”三个展区。爸爸妈妈在商店给姐弟俩买了两套轻便的航天服,姐弟俩穿上航天服,兴致勃勃地进了家园展区。家园展区通过宏大的场景设计,营造出神秘而美丽的星空氛围,这里还摆放着太阳、月亮等天体缩小后的模型。离开家园展区后,他们前往宇宙展区,漫步在星际穿越长廊,感受宇宙的神秘莫测与浩瀚无边。
天和核心舱模型
最后,他们来到天文馆的征程展区。征程展区,顾名思义就是全景式展现人类探索宇宙奥秘的漫漫征途,从古人的思考到近代天文学革命,当今世界各地的天文台及研究计划,各种天文卫星,还有我们中国人自己的嫦娥探月工程和天问火星探测计划,以及1∶1 还原的天和核心舱模型。
“哇,核心舱看上去有一辆大客车那么大。现场的视觉效果可比电视上的震撼多了,在电视上看着总觉得它很小呢。”小航惊讶地说。
“是啊,核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5 吨,是我国目前研制的最大航天器。”爸爸说。
“爸爸,您看,核心舱的外形很像个啤酒瓶子呢。”小航说。
“哈哈,你的想象力很丰富嘛,确实有点儿像呢。”甜甜说。
“核心舱的外形是有点儿像啤酒瓶子。它由大柱段、小柱段、节点舱三部分组成。大柱段比较粗,小柱段比较细。你们知道为什么要这样设计吗?”爸爸问。
“不知道。”姐弟俩都回答不上来。
“都做成一样粗不好吗?难道是为了美观?”甜甜又补了一句。
“还记得那天我们在家看核心舱发射的电视直播吗?主持人讲过,核心舱是由长征五号B 遥二运载火箭发射升空的。长征五号B遥二运载火箭的整流罩长20.5米,直径5.2米,有6 层楼那么高,近地轨道的运载能力达25 吨级,是我国目前近地轨道运载能力最大的火箭了。发射20多吨的空间站舱段,目前只有它能够胜任。网友们亲切地称呼它为‘胖五B’。”爸爸说,“因为胖五B 整流罩的直径是5.2米,所以核心舱直径最大肯定不能超过5.2米。另外,为了防止火箭在飞行过程中的剧烈振动将核心舱损伤,还必须留出一定的间隙,所以核心舱大柱段的直径设计为4.2米。那么小柱段直径为什么设计成2.8米呢?”
“不知道。”两个孩子头摇得像拨浪鼓似的。
“你就别卖关子了。”妈妈对爸爸说完,转头问孩子们,“那天看核心舱发射的时候,你们有没有注意到,核心舱的太阳能电池板在发射的时候是折叠状态,和小柱段一起放在火箭整流罩里面?”
“所以小柱段要设计得细一些,好给太阳能电池板留出空间。”甜甜恍然大悟。
“好,大柱段小柱段的问题都明白了。现在爸爸再问问你们,核心舱有3个对接口和2个停泊口,都是做什么用的呢?”爸爸狡黠一笑。
“爸爸,我知道。2个停泊口用于连接2个实验舱,2个实验舱将永久固定在2个停泊口上,组成空间站的基本构型。核心舱前后还各有1个对接口,节点舱的下方也有1个对接口,3个对接口都是用来对接飞船的。这个我搭积木模型的时候就知道了,您是难不倒我的。”小航自豪地说。
在核心舱模型的上方,完整的天宫空间站整体模型吊挂在头顶,反复演示着与天舟号货运飞船的交会对接过程。
“小航很棒!对接口既可以支持其他飞行器短期停靠,将来还可以和新的舱段对接,新的舱段会有新的对接口,这样我们的空间站就能变得越来越大了。爸爸再考考你,节点舱上面这个口是做什么用的呢?”爸爸指着节点舱说。
“这个口在上面,肯定不能作为对接口吧?它是做什么的呢?我一下子想不明白。”小航不好意思地说。
“这个是出舱口,是航天员出舱进行太空行走时用的。”甜甜说。
“甜甜说得对。这个节点舱的直径和小柱段一样大。除了作为节点舱,它还有个兼职工作。你们知道是什么吗?”爸爸继续问道。
“在航天员执行太空行走任务时,它还可以作为‘气闸舱’。”妈妈看两个孩子都答不上来,便接过话来。
“我还是不明白,气闸舱有什么用呢?”小航问。
“气闸舱,英文称‘Air Lock’,是航天员出舱活动时,进入太空和返回舱内的必经之地。气闸舱有两个舱门,一个与小柱段连接,称为内闸门,另一个通向外部的太空,称为外闸门。航天员出舱开始太空活动前,先穿好舱外航天服,走出内闸门后再将其关闭,然后把气闸舱内的空气抽入小柱段,当气闸舱内和外界空间的压力相等时才能打开外闸门进入太空,否则会因为舱内和太空的气压不同而造成爆炸。航天员完成太空作业后,返回气闸舱时也会先关闭外闸门,把小柱段内的空气抽入气闸舱,等两者压力相等时,再打开内闸门,回到小柱段。”爸爸说。
气闸舱有两大用途:一是可以节省载人航天器内的气体,防止在航天员打开舱门进入外太空时载人航天器内的气体大量流失;二是在航天员出舱前对大气压力进行调节,可以预防航天员在进行太空行走时患高空减压病,气闸舱内一般还装有吸氧排氮设备。目前载人航天器内的压力为101.4 千帕,而舱外航天服内的压力是30~40 千帕。如果航天员通过气闸舱进行高低压环境的过渡,再加上进行吸氧排氮,就可以预防减压病。
爸爸的讲解太过精彩,好几个游客也站在旁边认真地聆听。
“我明白了。我们还是进舱内看看有什么好玩的吧。”小航边说边走进核心舱。
走进舱内,里面已经有很多游客在操作着不同的设备。大柱段部位主要是航天员乘组开展工作和科学实验以及就餐和医监医保的地方,里面有很多的仪器,就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机和折叠桌等物品,医监医保区是用来评估航天员身体状况的;小柱段是航天员的睡眠区和卫生区,里面有3个床铺和1个卫生间,还配置了太空跑台(太空自行车等健身器材)和视频通话设备。
穿着航天服的姐弟俩沉浸式体验了航天员的空间站生活,对太空充满了向往。
在天和核心舱模型舱内参观