走出机舱
7月4日7时30分左右,刘伯明和汤洪波身着舱外航天服出现在节点舱北京飞行控制中心的大屏幕上。轨道舱门、节点舱,前门、节点舱至朱晓段双向承压门均已关闭,现由节点舱“包裹”着,此刻聂海胜正“坐”在大柱段电脑前,时刻关注着两人的状态,并不时发出操作指令。在此之前,空间机械臂已经出舱,进入全臂待机刹车状态。就像众所周知的PTZ汽车一样,它将是宇航员在舱外的移动工具和临时工作站。
机械臂上的“积木”
刘伯明走出舱门后,汤洪波没有紧跟其后。在接下来的一段时间里,他们将以一上一下的姿态打第一场协调战,并在空间机械臂上安装脚部限制器和控制台。就像地面施工队一样,汤洪波负责“搬砖”,刘伯明负责“搭建”。
10点20分左右,刘伯明上了机械臂,机械臂向设备接收点移动。最后,把手、升降支架和一些舱外工作的专用工具都递了上来,刘伯明把它们一个个挂在手术台上。有了它们,宇航员将进行第二次舱外工作。
为摄像机安装一个“自拍杆”
在“天和”里,聂海胜“坐”在电脑旁边,小心翼翼地操作,准确地指挥;机械臂慢慢移动,刘伯明“站”在脚限制器上。他继续移动,准备进行第二项工作。汤洪波不是那么容易。11点左右,他跳出机舱,借助机舱表面的扶手,开始用手“爬行”。他每走一步,就把安全绳的另一端挂在扶手上,防止它飘走。他跑得很快,率先到达目的地,在大圆柱和小圆柱之间的右边。
当汤洪波到达目的地时,他徒手拔掉了全景照相机的电缆。很快,刘伯明也到了。在汤洪波的配合下,他取出通用电动螺丝拆卸工具,将手柄安装在全景摄像机上,取下安装脚,小心地将其拆下。据悉,开发商为全景相机设计了一个舱外专用手柄,可以在拆卸和组装全景相机时保护四个镜头,方便宇航员携带全景相机。随后,刘伯明在相机的原位置上安装了一个圆柱形延伸支架,安装了相机,插上了电缆插头并取下了手柄。手术的每一步,刘伯明都很小心。这种动作,他在水下排练过很多次,已经背熟了要领,但在太空中操作还是相当困难的。
”聂海胜说。当全景照相机开始工作时,从它的镜头可以看出,在白云的背景下,蓝色的地球就像海洋一样美丽。
想象一下你早上醒来,从你的窗户向外看,看到地球的广阔蓝色地平线和太空的黑暗,我们的世界在你的脚下延伸。当你每90分钟绕地球一圈时,山脉、湖泊和海洋就会以一种快速变化的美丽景色流过。这听起来像是科幻小说里不真实的东西,但是对国际空间站的工作人员来说,这是一个现实。
1984年,美国总统罗纳德·里根提议由美国与其他几个国家合作,建立一个由政府和工业界支持的永久居住空间站。四年后,美国、加拿大、日本和欧洲航天局联手,使这个空间站成为现实。
20世纪90年代,参与国家的名单增加,俄罗斯和巴西加入该项目,但是巴西最终在2007年切断了与国际空间站的联系。美国宇航局带头协调了国际空间站的建设,如今国际空间站已成为生命、物理、地球和材料科学实验的轨道实验室。
它在轨道上的组装始于1998年,自2000年以来一直住着宇航员。国际空间站包含大量相互连接的气闸室、对接端口和加压模块。截至2019年11月,空间站总共进行了222次太空行走。
国际空间站的部件和装配
建造国际空间站(ISS)就像用孩子的乐高积木制作玩具一样。但是这些玩具的数目往往很少,而ISS包含了成千上万个零部件。以下列出了一些主要组件。
像Zarya、Zvezda、Destiny、Columbus和Harmony这样的加压舱为宇航员居住和工作的宿舍、设备室和实验室提供了透气、温暖的环境。
节点是将较大的模块连接在一起的小模块,允许宇航员穿越空间站并移动设备。各种各样的空间飞行器将自己与国际空间站对接。
整体桁架结构是一种长的线性梁框架,位于受压模块上方。这是太阳能电池板和散热器的固定点,它们有助于控制空间站的温度。
移动基座系统是沿桁架结构轨道运行的移动工作平台。在飞船上,有一组机械臂可以运输货物和实验包。
外部研究和有效载荷设备在国际空间站外部提供了多个安装位置,用于在该设施内无法进行的实验。
联盟号宇宙飞船和进步号补给飞船等宇宙飞船与国际空间站对接,运送宇航员和补给物资往返地球。
国际空间站的组装工作始于1998年11月,当时一枚俄罗斯质子火箭将第一个模块——功能性货舱(Zarya)送入轨道。2000年10月31日,国际空间站的第一批三名成员从俄罗斯发射升空。宇航员在国际空间站上度过了4个月17天,启动了系统并进行了实验。从那时起,许多航天器已经将国际空间站的部分部件送入轨道,组装工作也取得了进展。在这段时间里,国际空间站一直在不断有人值守。
国际空间站相当大,前面提到的桁架长1088米),几乎和一个美国足球场一样长。国际空间站还包括多套宽的矩形太阳能电池板,翼展273米。就重量而言,这个空间站的重量达到了419725公斤。它有388立方米的可居住空间,每有一艘船停靠在这里,这个数字就会增加。
国际空间站在离地球表面400公里的平均高度上,以每小时27724公里的惊人速度运行。这些都是相当令人印象深刻的规格,但也许更令人印象深刻的是国际空间站如何维持一个宜居的环境。
维持一个永久性的空间环境要想在太空中维持一个永久的环境,需要许多东西:新鲜的空气、水、食物、舒适和可居住的气候,甚至是垃圾清除和防火。
首先,让我们谈谈
空气。我们都需要氧气,所以国际空间站有几种提供氧气的方法。一种技术是通过宇宙飞船从地球运送氧气,定期给航天飞机提供新鲜的氧气。国际空间站也有利用循环水制造可呼吸氧气的系统。其中一些装置通过电解将水分解成氢气和氧气。
宇航员会呼出二氧化碳,在地球上,这通常不是问题,因为植物吸收二氧化碳。然而,国际空间站的园艺空间有限,这迫使工程师们设计出其他方法来清除多余的二氧化碳。电解过程开始后,一些氢与积聚的二氧化碳发生反应。这种相互作用的副产品是甲烷气体,它被排放到太空。与此同时,回收的氧气进入国际空间站的空气供应。
在此过程中,饮用水会被循环利用,因为其中一些机制会重新包装呼出的空气。水也可以通过收集汗液、冷凝物和尿液来回收。此外,一些机组成员从重复使用厕所和淋浴用水中获得水。
据欧洲航天局称,国际空间站上多达80%的水是循环利用的。现在,欧洲航天局和美国宇航局正在修补闭环生命支持系统,如果完善的话,可能会完全消除向国际空间站运送水和氧气的需要。破解这项技术可能成为未来远程太空旅行的关键。
除了一些在船上种植的可食用植物外,宇航员的大部分食物供应依赖于日常运送。很多菜单上的东西都是特别设计的,用尼龙搭扣粘在餐桌表面,以免它们在低重力环境中漂浮。
保持适宜居住的温度是另一个大问题。国际空间站必须在地球黑暗和阳光充足的一面分别承受-128摄氏度和93摄氏度的温度。国际空间站使用加热器、绝缘装置和液态氨循环回路来调节内部温度。散热器帮助释放空间站上一些机器产生的多余热量。
像任何家庭一样,国际空间站必须保持清洁。这在太空中尤其重要,因为漂浮的灰尘和碎片可能会造成危险。宇航员使用各种各样的抹布、清洁剂和真空吸尘器来清洁表面、过滤器和他们自己。垃圾被装进袋子里,装进一艘补给船上,然后运回地球或焚毁。
动力、推进和通讯
国际空间站基本上是一个大型航天器。因此,它必须能够在太空中移动,它的机组人员必须与地面的控制人员保持通信,它需要电力来完成这一切。
国际空间站的所有机载系统都需要电力。八个大型太阳能电池阵列提供来自太阳的电力。每个阵列有73米长,累积起来,它们覆盖了大约2500平方米的面积。每个阵列上有两层太阳能电池。每层都位于伸缩桅杆的一侧,伸缩桅杆可以伸缩形成阵列。桅杆打开一个万向节,这样它就可以使太阳能电池面对阳光。
就像地球上的电网一样,这些阵列产生大约84到120千瓦的电力,足以维持40多个家庭的照明。美国宇航局报告说,虽然国际空间站吸收阳光,但在这一过程中产生的电力约60%用于给空间站上的电池充电。最初,国际空间站装有镍氢电池。但在服役18年后,在2017年,这些电池被换成了24种锂离子电池。除了更便宜之外,这些升级后的电池体积更小,效率更高。
在空间站的轨道高度上,地球的大气层非常稀薄,但仍然厚到足以拖住国际空间站并使其减速。因此,国际空间站必须每隔一段时间就进行一次推进,以免它偏离轨道,并因减速而失去高度。
俄罗斯的Zvezda服务舱拥有可以用来推动国际空间站的引擎。然而,进步补给船做了大部分的再补给。每次再推进事件都需要火箭发动机燃烧。同样的技术也可以用来引导飞船远离漂浮的太空碎片。此外,有时还需要调整空间站的方向,以便与补给船连接起来。
国际空间站的宇航员不仅需要知道他们的确切位置,还需要确定其他物体的位置,并弄清楚如何从A点到达B点,尤其是在重新起飞的时候。为了辨别它的速度和位置,国际空间站使用俄罗斯和美国的全球定位系统。此外,还有多个陀螺仪,帮助空间站保持其所需的方向。此外,国际空间站监测各种恒星、卫星和地面站的位置并以此导航。
你好,中国空间站由一个核心舱和两个实验舱组成。如今中国在航天领域正在高速发展,前不久中国刚刚发射了天和一号空间站核心舱段,紧随其后神舟十二号载人飞船6月17日成功对接天和核心舱前向端口。
1、中国自有空间站力压国际空间站
此前,美国为首建造的国际空间站和平号是各国载人航天事业的主要“落脚点”,如今已经服役了20多年。
拥有20多年服役时间的国际空间站部分老化非常严重,然而目前美国还没有提出能接替国际空间站的新一代空间站计划。这意味着在国际空间站未来退役后,「天宫」将是全球唯一在轨运行的空间站。
相比和平号国际空间站,中国自主建造的空间站有多先进?在空间站这个「太空积木」中,核心舱作为整个系统完整组装的基点,必须是第一块到位的积木。
作为核心舱的天和号是空间站的主控舱段,是管理和控制中心,也是航天员生活的主要场所。它要负责整个空间站的电源电路、环境控制、生命保障功能,可以满足航天员长期太空飞行的生活需求。
除了更节能更先进的30台发动机帮助提高燃料利用率、机械臂设计,天和核心舱更是为宇航员提供了wifi全覆盖的全屋智能家居。
随着10多年来我国无线通信和物联网技术的不断飞跃,设计师在之前的总体设计方案上不断升级,采用了大数据、云计算、人工智能等IT技术,让中国空间站有了“移动WiFi”,并创造了一个智能家居生活空间。
航天员可以根据个人需求通过APP调节舱内照明环境,睡眠模式、工作模式、运动模式……不同的舱内灯光,能够调节航天员的情绪,避免长时间处于单调的环境所带来的不适。
而实现这一过程的便是中国航天的IT工程师。
2、中国航天事业的IT工程师
上天无小事,空间站的建造和运营每时每刻都有地面工作人员密切关注。事实上,我国航天事业除了体制内机构,商业航天公司的兴起也是IT赋能、核心技术、大数据的体现。
时至今日,中国商业航天公司平均已有5年左右的经营时间。截至目前,各一线商业航天公司均已有成型的产品推出,这将引导一批不同于体制内的商业航天工程师,走出一条属于商业航天的研发生产路线。
当然,工程师的待遇是可观的。航天单位中,技术研发人员一般约占员工总数的60 %。
如果是国家事业单位编制,工程师财政拨款,享受高福利(住房、医疗等),工资也比较可观(地区中上等),退休金也较高,签订聘用制合同。
如果是商业航天公司,工程师的待遇也是不错的:上社会保险,工资与事业编制没有区别,甚至还高些,但有些福利不能享受(住房),这些人签订劳动合同。
此外,许多互联网企业也为航天事业提供了技术支持。以华为为例,在此前的航天事业中便提供了云存储的技术支持,以便科学研究数据的有效存储。
当然,在华为等互联网行业,技术线薪资待遇是更为可观的。华为的标准薪资结构是:基本工资+年终奖+分红,若工作地点在海外不发达国家,还会有额外补助。
可以说,当下IT行业仍是风口,对于很多人来说都是一个不错的选择。
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