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中国空间站和国际空间站相比,谁更有优势?美国会与中国合作吗?

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发表于 2024-11-23 01:32:53 | 显示全部楼层 |阅读模式
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中国空间站作为我国第一个空间站系统,于2021年将首个舱段送入太空。经过一年多的努力,中国空间站已经赢得了世界各国的高度关注。


要知道,中国的空间站可是目前世界上唯二空间站,另一个为国际空间站,不少国家申请了与中国在航天方面的合作。但其中并不包含美国,美方甚至在不少场合揶揄中国,并没有表示出任何的合作意愿。
和国际空间站相比,中国空间站有何优势?未来某一日,美方会与中国相互合作吗?


天空中唯二的空间站

目前,太空只有两个空间站,一个是建设于1998年的国际空间站,另一个便是中国空间站。
相对于国际空间站来说,中国空间站属于第三代,国际空间站属于第四代。
从代数来说,中国和国际相差了一整代。但是相差一代的中国空间站,真的没有任何优势吗?


事实上并非如此,我们首先来对四代空间站进行详细了解。
在四代研究过程中,只有前苏联/俄罗斯是全程参与的,其他或多或少的缺少某一代的研究。中国空间站,则是定位于第三代空间站。


第一代的空间站,由于只有一个舱段和一个接口,因此我们也称其为单舱单口空间站。由于只有一个接口,因此它一次只能容纳一个飞船。
这一代空间站的代表,如前苏联的礼炮系列的1号至5号均属于一代空间站。
而此前的中国的天宫1号和2号也属于一代空间站,二者投入使用之后,主要充当的是空间实验室。值得一提的是,美国的天空实验室也属于一代空间站一种。


从大小和规模上看,我们可以知道,一代的空间站总体功能相对较小,只能充当太空实验室,不适合长期在太空中飞行。
历史上的一代空间站其服役时间都相对较短,不少最终都面临坠毁的结果。例如,被誉为空间站中的“巨无霸”美国天空实验室,其整体的质量达到了80吨,内部的体积更是达到了惊人的368m³。


可能很多人对此都没有概念,我们与同中国天宫1号进行对比,其质量仅有8.6吨,内部空间面积约有30多m³。就算是核心空间站,也质量也只有20吨左右,内部空间仅有90多立方米。
和这个巨无霸根本没有可比性。正是由于这种可以“以一敌三”的空间站体积,使得天空实验室成为现行为止世界上最大的单舱空间站。


这个巨无霸之所以成功的屹立于太空之中,离不开美国的巨无霸火箭系列,土星五号。通过其庞大的推动力和运载力,天宫一号于1973年成功发射成功,同年就有迎来了自己的第一批宇航员。
然而这个庞然大物进入太空仅1年,就结束了载人的任务,此后再也没有航天员长期在此工作了。这点也引得国际社会的猜测?


第二代空间站是对第一代的升级,尽管舱体数量并没有任何变化,但是其对接口从原来的1个变成了2个,这样的设计使得空间站可以实现货运对接和载人飞船对接两大功能。


在这样的情况下,相较于一代空间站“无人驻守”的局面,二代空间站可以实现长期驻守,据预计,如何物资补充充足,可以满足航天员3-6个月的在轨生活。
但是这一代的空间站在世界上,只有前苏联也拥有,即礼炮6号-7号,这也是为什么说有俄罗斯(苏联)是目前唯一一个全程参与四代空间站研发的国家。


第三代空间站算是一个“组合怪”,通过节点舱将不同的舱体有效链接。相较于此前俄罗斯的第三代空间站——和平号而言,中国的天宫规模有一定的差距。但是比较遗憾的是,这个空间站建设计划开始于1986年,经过十年的努力,于2001年坠毁,前后共运行了15年。


很多人好奇的是,为什么美国航天事业发展水平较高,但是为何没有参与二代和三代空间站的建设?
事实上,美国没有建设自身的空间站,但是参与了苏联(俄罗斯)的第二代和第三代空间站。而中国的天宫属于世界上第二个三代空间站。


第四代空间站,目前世界上只有一个,即国际空间站。和第三代不同的是,其采取的是桁架结构,在这一结构中进行舱段组装。
这种可以有效的提升空间站的整体规模,同时结构也更为稳定,满足更多种试验。从第四代空间站特征上看,未来很长一段时间空间站的结构将采用桁架这一更加稳定的结构。


相差一代的中国空间站,其整体性能真的不如国际空间站吗?并非如此。
首先从建设时间上看,国际空间站从第一个舱段发射运行,到如今已经过了20多年。因此很多设备已经出现老化,部分损坏的部分,由于重建的价格价高,采取了修修补补还能用的原则。


例如,其动力问题,从最初的曙光号,到星辰号,如今星辰号也出现一定程度损坏,急需要一个全新的动力源以推动整个空间站进行运行。以及此前俄罗斯航天表示美国舱段出现泄气问题,在经过修补后防止漏气。
由此上看,其总体性能已经和最初有所区别。而中国刚刚发射成功,投入运行时间较短。最新款设备的应用,都让其整体性能大大增加。


从配备的设备上看,而在近两年才成功发射的中国空间站,尽管起步较晚,但是所采用的大多数是近些年的新兴技术。例如,霍尔电的应用,柔性高效太阳能电池板,高速的宽带网络,先进操作系统等。


而从空间站内部环境上看,中国空间站载荷重量占比是国际空间站的两倍以上,这使得其内部的机械配备更为完善,功能更为齐全,航天员休息和工作环境更为优良。从这一点来说,中国空间站无疑更为先进。


再建一个空间的可能性

和中国空间站不同的是,国际空间站是16个国家共同建造,并共同运行和使用,是目前规模最大,时间最长的国际性空间合作。自1998年开始,经过十多年的建设后,于2010年正式投入使用。


但由于国际空间站涉及多个强国,例如美国和俄罗斯,两国之间近些年发生了一系列的矛盾,特别是俄乌战争爆发之后,美方的一系列的操作,引起了俄罗斯人的强烈不满。
在要求美方撤回对俄罗斯航天中心和中央机械制造所的制裁屡次无果后,宣布于2025年退出国际空间站建设,并计划构建仿效中国,构建自己的空间站。
美国航天局表示,该空间站将于2031年退出历史舞台,届时他将坠毁于南太平洋的无人区。从这样上看,这个唯一的第四代空间站,使用寿命也不会超过10年。


合作伴随着一定的矛盾,为何不修建自己的空间站呢?
对美国来说,NASA自诩自己为航天大国,多是采用航天飞船作为主流太空器。而航天飞船其造价高昂,每一次往返都是疯狂燃烧金钱的结果。


根据美国航天局所发布的数据上看,早期美国打造的天空实验室,主要采用的是阿波罗号飞船负责载客到空间站,而航天飞机则负责发射空间站。
而发射一次航天员到达空间站,就需要15亿美元。而航天飞船凭借自己强大的载量,可以将庞大的空间站送到空间。
伴随着“挑战者号”等一系列航天飞船事故,美国航天局改用火箭发射。火箭的和载荷量远远不及航天飞船,因此,现阶段想要构建一个四代空间站依然不可能。


同时,国际空间站中所需要的动力均是来源于俄罗斯。从披露的数据上看,国际空间站上的各国舱段中,俄罗斯的舱段均是动力段。而其他国家中,除却俄罗斯的舱段属于自己发射的,其他的国家的舱段都是美国代为发送的。
为了提高利用率,由自我携带动力装置的俄罗斯火箭承担空间站的动力,美国航天飞机则负责则将需要精准对接舱段。


长此如此,美国在动力段的研究中逐渐落于下风,因此想要构建自己的空间站,首先就需要解决动力系统、燃料对接等技术难题。
从现阶段来说,如果美国立刻开始实行建设空间站的项目,美国也需要至少8-10年,这一时间晚于2031年时至少的。


同时需要关注的是,2025年俄罗斯将离开国际空间站的建设,届时为了维护国际空间站的运行,美国还需要花费一部分的时间和资金用以建设空间站的功力系统。
因此,美国想要重建一个空间站,也只是一个三代,无法企及四代空间站。


美国同中国的合作

由于重建空间站到国际空间站退役之间存在一个时间差,为了保证太空探索,美方会同中国进行合作吗?这个答案到了美国正式放下架子寻求合作的那一天,我们都不会有一个准确的答案。


目前,中国已经收到了多个国家所提交的申请,中国同意了其中的18个。有意思的是提交申请的国家中,就包含了美国,而同意的18个中并没有美国的名字。这也让美媒表示了不满,以著名的“探戈舞”一词,来揶揄中国。


中国对于太空合作非常的积极,但是对于美国以高人一等的语气所寻求合作坚决不认同。
我们期待未来对于太空的开发,将会以更加公平公正的方式进行,让世界各国人民都能够享受到航天时代所带来的红利。
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