一飛沖天
神舟十六號載人飛行任務(wù)是中國空間站進入應(yīng)用與發(fā)展階段的首次載人發(fā)射,也是中國載人航天工程的第十一次載人飛行任務(wù)。經(jīng)空間站應(yīng)用與發(fā)展階段飛行任務(wù)總指揮部研究決定,神舟十六號瞄準北京時間2023年5月30日9時多許發(fā)射。神舟十六號飛行乘組由景海鵬、朱楊柱、桂海潮3名航天員組成,景海鵬擔(dān)任指令長。
(資料圖片)
神舟十六號乘組中有一個特殊的身份——載荷專家桂海潮。他是北京航空航天大學(xué)的一名教授,主要負責(zé)空間科學(xué)實驗載荷的在軌操作,在科學(xué)、航天工程等領(lǐng)域受過專業(yè)訓(xùn)練且具有豐富操作經(jīng)驗。他也是中國首位非飛行員出身的航天員。
為何此次會有科學(xué)家參與飛行任務(wù)
這是因為神舟十六號飛行任務(wù)期間,將按計劃開展多領(lǐng)域大規(guī)模在軌實(試)驗,有望在新奇量子現(xiàn)象研究、高精度空間時頻系統(tǒng)、廣義相對論驗證以及生命起源研究等方面產(chǎn)出高水平科學(xué)成果。這些實驗需要有專業(yè)的科學(xué)家來操作和分析,在軌實驗也是中國空間站的重要功能之一。
此次有科學(xué)家參與飛行任務(wù),意味著中國載人航天工程進入了一個新的階段,即從單純的技術(shù)驗證向科學(xué)探索轉(zhuǎn)變。這也體現(xiàn)了中國對于太空科技發(fā)展的重視和追求,以及對于人類文明進步的貢獻和擔(dān)當(dāng)。
神舟十六號將于發(fā)射后與天宮空間站,天和核心艙徑向端口對接,并與神舟十五號乘組完成在軌輪換任務(wù)。神舟十六號乘組將在天宮空間站停留約6個月,進行各項工作和生活。
神舟十六號乘組將按計劃開展多領(lǐng)域大規(guī)模在軌實(試)驗,包括物理、生物、醫(yī)學(xué)、材料、地球觀測等方面。其中一些實驗將利用中國空間站上安裝的先進設(shè)備和儀器,如冷原子鐘、量子糾纏源、生命科學(xué)倉等。
神舟十六號飛行任務(wù)期間,將迎來2次對接和撤離返回,即神舟十五號載人飛船返回、天舟五號貨運飛船的再對接和撤離、以及神舟十七號載人飛船對接。
這些動作將檢驗中國空間站的運營能力和安全性。神舟十六號乘組還將完成其他相關(guān)工作,如維護和調(diào)試空間站設(shè)備、進行體能訓(xùn)練和健康監(jiān)測、與地面保持聯(lián)系和交流等。
空間生物科學(xué)之路
神十六本次飛行乘組之所以有科學(xué)家, 其目的就是專業(yè)的人干專業(yè)的事,圍繞著空間科學(xué)家實驗和空間生物科技實驗,展開研究,其實我國早在1992年,就開始了生物科技實驗。在近30年的時間里,取得了一系列重要成就。
1992年,在長征二號E運載火箭上發(fā)射了我國首個生物有效載荷——“回收式衛(wèi)星生物有效載荷”,攜帶了蠶繭、酵母菌等生物樣品,在太空中進行了微重力生物效應(yīng)研究。
2001年,在神舟二號上發(fā)射了我國首個太空動物——小狗“小黑”,并成功返回地面。小黑在太空中進行了血液循環(huán)、心率變化、肌肉萎縮等方面的監(jiān)測。
2006年,在神舟六號上發(fā)射了我國首個太空植物——稻米“太空1號”,并成功返回地面。太空1號在太空中進行了植物生長發(fā)育、基因表達變化等方面的研究。
2016年,在天宮二號上安裝了我國首個太空生命科學(xué)倉——“銀河”生命科學(xué)倉,并由神舟十一號乘組進行了操作。銀河生命科學(xué)倉攜帶了多種生物樣品,如蠶繭、果蠅、硅藻等,在太空中進行了微重力生物效應(yīng)、輻射效應(yīng)、基因突變等方面的研究。
2019年,在嫦娥四號著陸器上安裝了我國首個月球生物圈——“月球微型生態(tài)圈”,并由嫦娥四號攜帶到月球背面。月球微型生態(tài)圈內(nèi)種植了棉花、馬齒莧等植物種子,并成功發(fā)芽成為月球上第一批綠色植物。
中國首次載人登月鎖定2030年
此外在中國航天載人辦公室的發(fā)布會上,工作人員也透露出2030年將會是,中國實現(xiàn)月球首次載人登陸的歷史性時刻。中國2030年載人登月計劃是中國探月工程第四階段的重要內(nèi)容,目標是在2030年前后實現(xiàn)我國首次載人登月,并建立初步月球基地。該計劃分為三個步驟:
第一步:2026年左右,實施長征五號H運載火箭首飛,并用其發(fā)射新一代載人飛船試驗船進行無人驗證試驗;同時啟動新一代登月火箭長征九號研制工作。
第二步:2028年左右,實施新一代載人飛船首次載人試驗;同時完成長征九號運載火箭首火箭首飛,驗證新一代登月火箭的性能和可靠性。
第三步:2030年左右,實施我國首次載人登月任務(wù),由長征九號運載火箭發(fā)射新一代載人飛船和登月艙,采用月球軌道交會方式,將兩名航天員送上月球表面,并在月球上進行科學(xué)探索和技術(shù)驗證。同時,建立初步的月球基地,為后續(xù)的長期居住和開發(fā)利用奠定基礎(chǔ)。
說起登月,大家肯定會想起來漂亮國了。美國是世界上第一個首次載人登陸月球的國家,其阿波羅計劃為地球月球材料科學(xué)研究中,提供了巨大的作用。而這么多年以來,美國自從阿波羅計劃結(jié)束后,就再也沒有登陸過月球了。
時隔多年美國再次登月
美國為何不再登月?這個問題有多種不同的答案,但最主要的原因在于成本和回報的不成比例。美國當(dāng)年的登月計劃是在冷戰(zhàn)背景下,為了與蘇聯(lián)爭奪太空霸權(quán)而進行的政治性項目。美國先后成功進行了6次載人登月,但自1972年的阿波羅17號之后,美國再也沒有進行過登月。這背后的真相究竟是什么呢?
成本太高:阿波羅載人登月計劃當(dāng)年累計耗資高達254億美元,這相當(dāng)于目前的1560億美元。這是一個巨大的財政負擔(dān),而且隨著時間的推移,登月任務(wù)的難度和風(fēng)險也會增加。在經(jīng)濟危機和社會問題的影響下,美國政府和民眾對于登月計劃的支持度也逐漸下降。
回報太低:雖然登月計劃帶來了一系列的科技成果和社會影響,但是從經(jīng)濟和科學(xué)的角度來看,并沒有達到預(yù)期的效果。月球上雖然有寶貴的氦-3等資源,但是目前人類并沒有有效的開發(fā)和利用的技術(shù)和手段。而且,在太空競賽中已經(jīng)取得了想要的結(jié)果,美國已經(jīng)遙遙領(lǐng)先蘇聯(lián),沒有必要再繼續(xù)投入巨額資金和人力。
美國當(dāng)年登月的花費是多少?根據(jù)NASA官方數(shù)據(jù),阿波羅計劃從1960年到1973年共花費了254億美元(以1969年為基準),其中包括了研制、發(fā)射、運行、管理等各方面的費用。
按照通貨膨脹率換算,這相當(dāng)于2021年的1560億美元。如果按照每次登月任務(wù)平均分攤,那么每次登月任務(wù)大約花費了260億美元(以2021年為基準)。這是一個非常驚人的數(shù)字,可以想象當(dāng)時美國對于登月計劃投入了多大的決心和力量。
月球空間競賽
俄羅斯:俄羅斯制定了《2016-2025年俄羅斯聯(lián)邦航天規(guī)劃》,其中包括了持續(xù)發(fā)展衛(wèi)星和衛(wèi)星應(yīng)用、有序推進載人航天工程、進行先進系統(tǒng)和技術(shù)研發(fā)等目標。俄羅斯計劃在2030年左右實施首次載人登月任務(wù),并建立初步的月球基地。俄羅斯還與歐洲合作了“火星生物學(xué)”項目,探索火星的生命可能性。
日本:日本啟動了“登月型”研發(fā)制度,旨在復(fù)興科技創(chuàng)新立國,實現(xiàn)30年后未來社會的開發(fā)目標。該制度確定了6個具有挑戰(zhàn)性和前瞻性的目標,涉及人工智能、機器人、量子計算機、醫(yī)療、環(huán)境、食品等領(lǐng)域。日本還參與了國際空間站的運營,并計劃在2024年前向月球發(fā)送自動站,并解決輻射問題。
歐洲:歐洲航天局(ESA)是一個由22個成員國組成的國際組織,致力于和平利用太空。ESA制定了《2025年愿景》,提出了四個戰(zhàn)略目標:科學(xué)與探索、安全與安保、應(yīng)用與服務(wù)、使能與支持。
中美載人登月不同之處
美國的阿爾特彌斯計劃是在2024年實現(xiàn)第一次載人登月,并在2028年建立月球基地,為后續(xù)的火星探索做準備。中國的載人登月計劃是在2030年左右實現(xiàn)第一次載人登月,并在2036年左右建立初步的月球基地,為后續(xù)的深空探索做準備。
美國的阿爾特彌斯計劃使用SLS運載火箭和獵戶座飛船,其中SLS運載火箭有多個型號,最大的Block 2型可以將130噸的有效載荷送入近地軌道。獵戶座飛船采用兩艙布局,最大載員6人,重約23噸。
中國的載人登月計劃使用長征9號運載火箭和新一代載人飛船,其中長征9號運載火箭有可回收能力,可以將27噸的有效載荷送入近地軌道。新一代載人飛船也采用兩艙布局,最大載員7人,重約21噸。
美國的阿爾特彌斯計劃采用月球軌道平臺-門戶作為中轉(zhuǎn)站,通過獵戶座飛船和登月模塊實現(xiàn)登月。中國的載人登月計劃采用直接登月方式,通過新一代載人飛船和登月艙實現(xiàn)登月。
美國已經(jīng)有過6次成功的載人登月經(jīng)驗,擁有成熟的技術(shù)和設(shè)備。中國目前還沒有實現(xiàn)過載人登月,但已經(jīng)有過多次成功的無人登月經(jīng)驗,掌握了關(guān)鍵的技術(shù)和設(shè)備。
本文總結(jié)
由此可以看出,美國時隔幾十年后,再次進行載人登陸,和中國航天的快速發(fā)展,是有一定的關(guān)系的,作為霸權(quán)國家,美國不希望在任何領(lǐng)域上被超越,美國人始終認為,美國無論在哪個方面都是世界第一。
雖然我國航天起步晚,但是發(fā)展速度可謂是神速的,因此超越美國或許也僅僅是時間問題而已!
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