《中國空間站探索調(diào)查探究報告》2700字（論文）

中國空間站探索調(diào)研分析報告目錄TOC\o"1-2"\h\u15112中國空間站探索調(diào)研分析報告 070001緒論 080772調(diào)研的對象、方法、過程 0118282.1調(diào)研的對象 0205692.2調(diào)研的方法 1245252.3調(diào)研的過程 1284783數(shù)據(jù)處理和分析 3269323.1發(fā)電效能 375233.2應用支持能力 325123.3補給需求 471794結(jié)論 41緒論中國空間站是一個長期在近地軌道運行的載人空間站，命名為“天宮”，由核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ三艙組成，提供三個對接口，支持載人飛船、貨運飛船及其他來訪飛行器的對接和?？?。圍繞建設具有中國特色和時代特征的空間站這一宏偉目標，中國空間站工程方案堅持以下基本原則：符合中國國情，有所為、有所不為；規(guī)模適度，留有發(fā)展空間；具有突出的中國元素和核心內(nèi)涵；體現(xiàn)國家發(fā)展的戰(zhàn)略目標，創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展；追求技術進步，充分采用當代先進技術建造和運營空間站，全面掌握大型空間設施的建造和操作技術；注重應用效益，在空間站應用領域取得重大創(chuàng)新科技成果；追求運營經(jīng)濟性，走可持續(xù)發(fā)展的道路?；谝陨显瓌t，我們提出了“獨立自主、創(chuàng)新引領、體系保障、規(guī)模適度、留有發(fā)展空間”的空間站系統(tǒng)研制管理模式，并按此模式完成了空間站核心艙的研制，成功發(fā)射入軌正常運行。2調(diào)研的對象、方法、過程2.1調(diào)研的對象2021年4月29日，我國天宮空間站天和核心艙從海南文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射入軌，標志著我國空間站工程進入任務實施階段，載人航天空間站時代的大幕已開啟。建造空間站是我國載人航天工程三步走發(fā)展戰(zhàn)略的最終目標，三步走發(fā)展戰(zhàn)略分別是：第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗；第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器的交會對接技術，發(fā)射空間實驗室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應用問題；第三步，建造空間站，解決較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應用問題。2.2調(diào)研的方法從系統(tǒng)組成、組裝建造過程、技術特點等方面對天宮空間站關鍵技術特點進行分析總結(jié)，有助于更好地理解天宮空間站的技術成就與創(chuàng)新點2.3調(diào)研的過程2.3.1系統(tǒng)組成天宮空間站由天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙三個艙段組成，呈T字構型，天和核心艙居中，問天實驗艙和夢天實驗分別連接于兩側(cè)，如圖1所示。天宮空間站設置有前向、后向和徑向三個對接口，前向?qū)涌谥饕糜趯虞d人飛船和巡天空間望遠鏡，后向?qū)涌谥饕糜趯迂涍\飛船，徑向?qū)涌谥饕糜趯虞d人飛船。圖1天宮空間站艙段組成2.3.2組裝建造過程天宮空間站三艙基本構型采用空間交會對接和在軌艙段轉(zhuǎn)位的方式完成建造，如圖2所示，組裝建造過程如下：第一步：發(fā)射天和核心艙，進行空間站組裝建造關鍵技術在軌驗證；第二步：發(fā)射問天實驗艙，與天和核心艙前向?qū)涌诮粫?，形成“一”字形兩艙組合體；第三步：在夢天實驗艙發(fā)射前，將問天實驗艙由天和核心艙前向?qū)涌谠谲夀D(zhuǎn)位至右側(cè)停泊口，形成L形兩艙組合體；第四步：發(fā)射夢天實驗艙，與天和核心艙前向?qū)涌诮粫?，形成“卜”字形三艙組合體；第五步：將夢天實驗艙由天和核心艙前向?qū)涌谠谲夀D(zhuǎn)位至左側(cè)停泊口，形成T形三艙組合體，完成天宮空間站基本構型建造。圖2天宮空間站組裝建造過程2.3.3技術特點注重系統(tǒng)級集成設計，追求整體最優(yōu)。天宮空間站充分發(fā)揮了由我國一國獨立研制的優(yōu)勢，在系統(tǒng)層面進行了高度的一體化設計，避免了國際空間站由不同國家聯(lián)合研制帶來的技術體制不統(tǒng)一、整體優(yōu)化程度不高的問題。統(tǒng)一且合理分配三艙的功能，由天和核心艙負責空間站平臺的統(tǒng)一管理和控制，問天實驗艙對能源管理、信息管理、控制系統(tǒng)和載人環(huán)境等關鍵平臺功能進行冗余備份，夢天實驗艙進一步提供重要功能的設備級備份，確保平臺安全。三艙采用統(tǒng)一的技術體制，構型結(jié)構、能源系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、環(huán)熱控系統(tǒng)等均統(tǒng)一設計，在形成組合體后三艙的各系統(tǒng)均能互聯(lián)互通，形成一個有機的整體?？缭绞桨l(fā)展，新技術比重大。在空間機械臂技術方面，天宮空間站分別在天和核心艙和問天實驗艙配置大小兩個機械臂來完成相應的在軌操作任務，大機械臂實現(xiàn)大范圍轉(zhuǎn)移和大負載操作，小機械臂實現(xiàn)高精度操作。在物化再生生保技術方面，配置了電解制氧裝置、CO2去除子系統(tǒng)、微量有害氣體凈化子系統(tǒng)、冷凝水處理子系統(tǒng)、尿處理子系統(tǒng)等，實現(xiàn)高物質(zhì)閉環(huán)度的載人環(huán)境控制，資源再生利用水平與國際空間站相當。電源系統(tǒng)采用大面積柔性電池翼提供能源，電池片為轉(zhuǎn)換效率30%以上的三結(jié)砷化鎵電池片，采用鋰離子電池儲能，問天和夢天實驗艙配置雙自由度太陽電池翼驅(qū)動機構實現(xiàn)對日定向，并三艙統(tǒng)一調(diào)配供電。3數(shù)據(jù)處理和分析天宮空間站三艙質(zhì)量約為69t，雖然與123t的和平號空間站、423t的國際空間站相比，規(guī)模相對較小，但從建造成本和應用效益的角度綜合分析，這是一個符合合我國國情和實際需要的理性選擇。天宮空間站通過整體統(tǒng)一優(yōu)化設計，建成后在控制、信息、能源、資源再生利用、物資補給需求、運營成本、應用效益等方面均將達到當代國際先進水平，并在一些方面有所超越，在建造和運營上更為經(jīng)濟合理。3.1發(fā)電效能天宮空間站能源系統(tǒng)在載荷支持功率占比和單位質(zhì)量功率密度方面達到國際先進水平。國際空間站110kW的發(fā)電功率中提供給有效載荷的功率為50kW，占總功率的45%；天宮空間站供電指標為27kW，提供給有效載荷的功率為17kW，占總功率的63%。同時，天宮空間站功率重量比為0.41kW/t，超過了國際空間站0.26kW/t的功率重量比指標。3.2應用支持能力天宮空間站艙內(nèi)實(試)驗支持設施與國際空間站類似，采用標準化機、電、熱、信息保障條件，可開展空間生命科學與生物技術、微重力基礎物理、空間材料科學等領域的科學實驗和技術試驗。天宮空間站站上共安裝實驗機柜25個，國際空間站安裝實驗機柜31個，天宮空間站以約國際空間站1/6的重量，提供了約4/5的實驗機柜數(shù)量，體現(xiàn)了很高應用支持效率。3.3補給需求和平號空間站長期駐留3人，年均補給2艘載人飛船，4艘貨運飛船，物資總質(zhì)量16t。國際空間站長期駐留6人，年均補給4艘載人飛船，8艘貨運飛船，補給物資質(zhì)量約30~40t。天宮空間站運營期間將長期駐留3人，年均補給約2艘載人飛船和2艘貨運飛船，補給物資質(zhì)量約12t。天宮空間站通過采用再生式生命保障技術等降低物資補給需求的優(yōu)化設計手段，總體看運行補給需求規(guī)模適中，與其整體規(guī)模和能力相適應，體現(xiàn)了較高的經(jīng)濟性。4結(jié)論天宮空間站充分繼承我國載人航天工程前期的研制技術基礎，汲取國際上已有空間站的經(jīng)驗教訓，立足我國基本國情并跨越式創(chuàng)新發(fā)展，注重系統(tǒng)級設計及優(yōu)化，大膽采用多項新技術提升整體性能，并注重航天員能動性的充分發(fā)揮，具有鮮