當前,我國載人航天工程全面邁進“空間站時代”。2022年前后,中國空間站“天宮”將正式完成在軌建造任務,成為長期有人照料的國家級太空實驗室。
中國空間站命名為“天宮”,其基本構型包括天和核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙Ⅱ,每個艙段規模20噸級。空間站在軌運行期間,由神舟載人飛船提供乘員運輸,由天舟貨運飛船提供補給支持。
空間站設計壽命10年,可根據需要,通過維護維修進一步延長壽命。
天和核心艙軸向長度16.6米,主要用于空間站的統一控制和管理,以及航天員生活,具備長期自主飛行能力,能夠支持航天員長期駐留,支持開展航天醫學和空間科學實驗。其有3個對接口和2個停泊口。停泊口用于問天艙、夢天艙與天和艙組裝形成空間站組合體;對接口用于神舟飛船、天舟飛船及其他飛行器訪問空間站。
中國空間站規劃了密封艙內的科學實驗柜、艙外暴露實驗平臺等,支持在軌實施空間科學、空間生命科學與生物技術、微重力基礎物理、空間材料科學等眾多領域的科學研究和應用項目。
知識鏈接:
天宮一號是中國第一個目標飛行器,于2011年9月29日21時16分03秒在酒泉衛星發射中心發射,飛行器全長10.4米,最大直徑3.35米,由實驗艙和資源艙構成。它的發射標志著中國邁入中國航天“三步走”戰略的第二步第二階段。天宮一號目標飛行器先后與神舟八號、九號、十號飛船進行6次交會對接,突破了多項關鍵技術,完成了多項航天驗證和試驗任務,為打造我國自己的空間站奠定了基礎。
天宮二號是我國第一個真正意義上的太空實驗室,天宮二號主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗,包括釋放伴飛小衛星,完成貨運飛船與天宮二號的對接。
天舟一號是我國首艘貨運飛船,2017年4月20日從海南文昌發射。9月12日,天舟一號貨運飛船順利完成了與天宮二號空間實驗室的自主快速交會對接試驗。這是我國載人航天工程空間實驗室飛行任務圓滿成功后組織實施的系列拓展試驗項目之一,旨在驗證貨運飛船的快速交會對接能力,進一步發揮任務的綜合效益,為我國空間站工程后續研制建設奠定更加堅實的技術基礎。
考點2:衛星的衛星——天鏈
“天鏈”顧名思義是“天上的信息鏈”,是我國中繼衛星的命名體系,中繼衛星被稱為“衛星的衛星”,為中、低軌道的航天器與航天器之間、航天器與地面站之間提供數據中繼、連續跟蹤與軌適測控服務。
“天鏈”衛星(Tianlian)是中國的跟蹤與數據中繼衛星,由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院(CAST)為主研制。目前,我國已經發射了4顆“天鏈一號”衛星,1顆“天鏈二號”衛星。
2008年至2016年,我國先后發射了“天鏈一號”01至04星,我國成為世界上第二個擁有對中、低軌航天器全球覆蓋能力中繼衛星系統的國家。
2019年3月31日深夜,天鏈二號01星在西昌衛星發射中心成功發射,這是我國第二代地球同步軌道數據中繼衛星的首發星。“天鏈二號”01星的性能得到充分優化,其載重量更大,壽命也更長。尤其是該星裝備了多幅全新天線,使其數據傳輸速率比第1代“天鏈”衛星高出一倍。該星還擁有著較強的任務自主能力,即能自主接收多目標任務。“天鏈二號”01星的發射,代表了我國在這一領域實現了從有到強的局面。
考點3:月背著陸點——天河
2019年2月15日,中國國家航天局與國際天文學聯合會聯合發布消息,將嫦娥四號在月球背面著陸點命名為“天河基地”,著陸點周圍呈三角形排列的三個小環形坑分別命名為“織女”、“河鼓”和“天津”,將著陸點所在馮·卡門坑內的中央峰命名為“泰山”。這也標志著嫦娥四號任務取得的成果得到國際認可。
此次發布的5個月球地理實體命名,是由我國科學家利用探月工程嫦娥二號和嫦娥四號高分辨率月面影像數據,向國際天文學聯合會申報的。這是我國月球探測工程科學數據成果在月球地理實體命名上的又一次重要應用。
考點4:5G基站芯片——天罡
2019年1月24日,華為公司在北京發布了全球首款5G基站核心芯片——華為天罡。目前,華為已經獲得30個5G商用合同,25000多個5G基站已發往世界各地。
華為天罡芯片實現2.5倍運算能力的提升,搭載最新的算法及Beamforming(波束賦形),單芯片可控制高達業界最高64路通道;極寬頻譜,支持200M運營商頻譜帶寬,一步到位滿足未來網絡的部署需求。同時,該芯片實現基站尺寸縮小超50%,重量減輕23%,功耗節省達21%,安裝時間比標準的4G基站,節省一半時間。
考點5:疏浚挖泥——天鯤、天鯨
2018年6月,經過為期近4天的海上航行,首艘由我國自主設計建造的亞洲最大自航絞吸挖泥船——“天鯤號”成功完成首次試航。這標志著“天鯤號”向著成為一艘真正的疏浚利器邁出了關鍵一步,標志著完全由我國自主研發、建造的疏浚重器“天鯤號”正式投產。“天鯤號”是絞吸挖泥船“天鯨號”的升級版,設計每小時挖泥6000立方米。
“天鯤號”于“天鯨號”的不同在于其內部安裝了國內最先進的智能集成控制系統,不僅可以計算土質推算潮期水位,而且采用全電力驅動,減輕了環境的負擔。這足以說明我國在創新制造方面也取得了重大突破,對提升國內綜合實力和國際地位也十分有用。
考點6:液氧甲烷發動機——天鵲
2019年5月19日,藍箭航天研發的“天鵲”發動機正式點火,20秒試車圓滿成功。“天鵲”(T-12)是國內首臺80噸液氧甲烷發動機,“天鵲”發動機由藍箭航天自主研發。天鵲發動機地面型發動機海平面推力67噸,真空推力76噸;真空型發動機真空推力80噸。
此次試車成功,意味著“天鵲”是繼美國SpaceX的猛禽(Raptor)發動機、藍色起源的BE-4發動機之后,世界第三臺完成全系統試車考核的大推力液氧甲烷火箭發動機。
考點7:射電望遠鏡——天眼FAST
有著超級“天眼”之稱的500米口徑球面射電望遠鏡(FAST),2016年9月25日在貴州省平塘縣的喀斯特洼坑中落成,開始接收來自宇宙深處的電磁波,這標志著我國在科學前沿實現了重大原創突破。它是世界最大單口徑望遠鏡,
“天眼”工程總工程師兼首席科學家南仁東介紹,借助這只巨大的“天眼”,科研人員可以窺探星際之間互動的信息,觀測暗物質,測定黑洞質量,甚至搜尋可能存在的星外文明。
南仁東是“中國天眼”500米口徑球面射電望遠鏡(FAST)的發起者和奠基人。2017年9月15日因病逝世,享年72歲。作為FAST工程首席科學家、總工程師,他20多年矢志追求、嘔心瀝血,為FAST工程順利完成及我國天文科學事業發展做出了重要貢獻。
2017年11月,中宣部追授南仁東“時代楷模”榮譽稱號。
2018年9月29日,經國際天文學聯合會批準,國家天文臺將一顆小行星正式以南仁東的名字命名,以表彰和紀念他的卓越貢獻。
經過兩年調試,FAST數項關鍵指標超過預期。截至2018年9月,共探測到59顆優質脈沖星候選體,其中44顆得到認證,此外還首次發現毫秒脈沖星并獲得國際認證。
考點8:引力波研究——天琴
根據愛因斯坦的相對論,宇宙中巨大的天體運動會讓時空發生扭曲并像波浪一樣傳播,這就是引力波。
天琴計劃是我國科學家于2014-2015年間主導提出的空間引力波探測計劃,預期在2030年代早期發射三顆高精度無拖曳衛星,形成大尺度等邊三角形分布式空間科學探測系統,通過高精度星間激光干涉測量,主要探測10-4Hz-1Hz附近頻段的引力波。簡單來說,天琴計劃是到太空去捕捉引力波的聲響。
綜上所述,這些宏大的國之重器冠之于“天”字,顯示出了它的規模和重要性。讓我們一起記住這些科技成就的重大意義,也讓我們牢記為推動這些科技成就發展貢獻力量的每一個人。
試題小練:
(單選)以下有關我國重要科技成就對應正確的是( )
A. 天舟——疏浚挖泥重器
B. 天鵲——中繼衛星
C. 天眼——引力波探測
D. 天河——月背著陸點
【答案】D
【解析】本題考查科技成就。天舟是貨運飛船,空間站在軌運行期間,由神舟載人飛船提供乘員運輸,由天舟貨運飛船提供補給支持,疏浚挖泥重器是天鯨、天鯤號,A項對應錯誤。天鵲是國內首家民營液氧甲烷發動機,天鏈是我國中繼衛星的命名體系,B項對應錯誤。天眼是世界最大的單口徑射電望遠鏡,用于宇宙觀測,引力波探測是由天琴計劃來執行,C項說法錯誤。中國國家航天局與國際天文學聯合會聯合發布消息,將嫦娥四號在月球背面著陸點命名為“天河基地”,D項說法正確,當選。故本題的正確答案為D項。