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也是去近地轨道的中国空间站。为什么天舟三号和神舟十二号使用两种不同类型的运载火箭?此外,天宫一号本身的设计也使其无法在太空长期使用,因为长期使用需要它定期接收地面的补给。但天宫一号只有一个对接舱门——如果有航天员进驻,这个舱门将被神舟飞船占用,无法与天舟货运飞船对接。
中国的天宫一号为什么要坠毁,为什么不能长期使用?
天宫一号是中国的第一个空间站试验飞行器,它的目的并不是要长期使用,而是要给未来真正的空间站积累经验。比如说,由于火箭的运力有限,一次只能发射一个舱段进入太空,未来的空间站必须要使用多枚火箭多次发射,进入太空后再拼接和建造起来。这就要求中国必须要掌握空间站的交会对接技术。天宫一号发射升空之后,先后与神舟八号九号和十号飞船进行了多次交会对接,给中国载人航天创造了学习和实践交会对接技术的机会。
这是天宫一号的主要目的之一,早就已经圆满完成了。天宫一号原来设计的任务期限只有2年。在原定任务完成之后,由于状况良好,天宫一号开始了超期服役。作为第一个试验飞行器,天宫一号上的各项设施能够在太空环境中正常工作多久,还需要接受实践的检验才能够确切了解。对于持久性的了解,能够帮助航天人更有针对性的改进未来空间站的设计和制造方案,使得未来的空间站能够实现长期使用的目标。
此外,天宫一号本身的设计也让它也无法长期在太空使用,因为长期使用就要求它能够定期接受来自地面的物资补给,而天宫一号只有一个对接舱口——如果有航天员进驻,这个舱口就会被神舟飞船占用,无法再与天舟货运飞船对接。如果没有航天员进驻,天舟货运飞船倒是可以跟它对接这也是天宫二号已经完成的试验项目,但就没有人能够把物资搬运到天宫一号内部了。
总之,天宫一号就是为了给未来的天宫空间站打前站和积累经验而使用的,本身就不是为了长期使用而设计。在任务完成之后,由于它处在近地轨道,仍然会受到稀薄大气层产生的阻力影响,轨道高度逐渐降低,最终于2018年4月2日上午8:16,在南太平洋中部重新回到了地球的怀抱。虽然天宫一号已经不在,但它带给中国航天人的宝贵经验和知识, 必然会在未来真正的天宫空间站上发扬光大。
天宫一号和二号为什么不能长期留在太空作为未来空间站的基础,而是要报废跌落?
航天器在太空中飞行会受到众多因素影响,除了地球引力之外,还有地球引力分布不均匀太阳/月球/木星/金星引力太阳光压稀薄大气阻力地球反射/辐射光压海洋/大气潮汐引力等诸多因素。对于国际空间站航天飞机天宫实验室神舟飞船天舟货运飞船这些飞在400千米高轨道的低轨航天器而言,大气阻力则成为致命杀手,需要定期维持轨道高度。
例如,天宫一号任务期间,太阳活动处在高峰,电离层/大气层比较活跃,受到空气阻力影响更大,需要更频繁维持轨道。而当燃料耗尽轨道维持停止后,便会逐渐自然再入大气并焚毁。而对于天宫二号这类受控再入情形,则可以清楚看到区别它会在极短时间内,直接再入大气焚毁。很多人都担心航天器残骸问题。事实上,由于太阳系内的太空环境和人造的太空垃圾存在,地球每天都有超过100吨物质闯进大气层,但人类仅能偶尔看到一些流星,极其罕见情况下能捡到陨石,绝大部分情况这些物质都会完全焚毁或掉在人迹罕至的地方。
天宫二号和天宫一号大小差不多,但比其他再入大气层的大家伙要小。图片改编自NASA 60多年的人类航天发展。虽然已经发射了数以千计的航天器,但还没有一个在轨航天器在重返大气层时会对人类造成直接伤害的先例。天宫一号和天宫二号不过是8.6吨的小家伙。与历史上再入大气层的18.5-19.8吨的七礼炮空间站、77.1吨的天空实验室空间站和129.7吨的和平号空间站相比,它要小得多,而且它没有再入的防热措施,所以理论上它对人类的危害基本为零。
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