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空间站的核心舱是否不可替代? 第1页

  

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核心舱能不能换甚至需要不需要取决于空间站构型、建造模式。国际空间站前身自由号空间站是由桁架及上面的光伏发电及散热系统与通信系统、宇航员居住舱、美国实验室、欧洲实验室、日本实验室(和其储存舱、外部暴露实验装置)、气闸舱、观测穹顶模块、2个或者更多节点舱(取决于具体方案,因为自由号的设计当年也不断迭代)、1个后勤舱、轨道修正系统(桁架上)和其他附属组件等构成。不存在所谓的核心舱。

因为自由号是完全用航天飞机在太空组装,是先搭建展开桁架,然后把模块挂接到展开的桁架上。不需要核心舱先上去作为基础、先运行起来。

而国际空间站因为后来跟俄罗斯合作,就结合了桁架式和多舱模块式空间站的特点来,先把节点舱和功能货舱(提供推进、轨道修正姿态控制和仓储等)送上天,接着发射服务舱也算是国际空间站的核心舱对接好,3个舱组合后可以住人初步运行了,在其基础上航天飞机、质子火箭等先后送上其他模块继续建造。

下面是国际空间站的组装过程

而下面则是类似中国天宫空间站的和平号空间站组装过程:

国际空间站核心舱老化当然可以换,可以拿商业空间站模块替换。另外没服务舱国际空间站调整调整改动一下也能运行,当然支持人数会减少,毕竟服务舱有部分生命支持系统和宇航员生活空间。

那中国能不能在没航天飞机、空天飞机或者星舰的情况下依靠传统火箭建造类似自由号空间站那样集约化的桁架式空间站?答案是可以不过需要在天舟货运飞船上改造发展出可重复加注推进剂、带机械臂和交会控制系统的太空拖船。拖船从空间站工地去捞发射到同一条轨道上的无动力模块然后回工地组装一次任务估计消耗125米/秒左右的速度增量,适当修改把推进系统实现补给前至少执行6次拖运安装任务是完全可行的也就是连同拖运的载荷有750米/秒速度增量,毕竟苏联的TKS货运飞船的推进系统可用速度增量就有700米/秒,而专业拖船显然不难更高。

运载火箭先发射天舟改拖船,确保正常运行。然后把桁架(包括发电和散热、遥测、姿态控制系统、机械臂滑轨和接口等)发射上天由天舟改拖船捕获,在机械臂协助下展开部署和测试。然后发射无动力舱段就像国际空间站中美国、欧洲、日本的那些模块(当然可以有简单的电池和遥测系统、姿态控制用的小推力冷气推进器组,这样方便拖船去捞降低风险,和平号的自然号舱段就不装光伏)发射到同一条轨道上。由拖船捕获经过轨道修正、交会机动拉到已经展开的桁架模块旁用机械臂对接好,然后上人太空行走接线(桁架后发射轨道修正姿态控制模块然后是居住模块再是气闸、实验舱等)。

其他模块也是如此安装。至于推进剂补充,可以发射补给模块让拖船捕获自行加注后投弃在更低、寿命短的轨道确保大气阻力能在几个月内让其再入坠毁,实在不放心也可以用另一艘天舟运到空间站工地补充然后离开烧毁,更安全有利于避免太空垃圾当然成本更高。




  

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