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神舟二十号发射满2月:预计10月底返航,神舟二十一号为何已待命

IP属地 中国·北京 编辑:钟景轩 90说科技 时间:2025-06-25 04:01:08

神舟二十号飞船在今年4月24日发射升空,至今刚刚好发射升空满2个月时间,这次飞行任务的时间大约为6个月,预计在10月底,神舟二十号飞行任务就会结束从中国空间站返回地球。

也就是说,神舟二十号飞船预计还要飞行差不多4个月时间才接近任务的尾声,这因为意味着后面的神舟二十一号飞船的发射时间也差不多还有4个月。从时间来看,现在离神舟二十一飞船发射时间还很久,但是这艘飞船早就已经处于待命状态差不多2个月时间了,还会继续待命状态三四个月。这是什么情况呢?

神舟二十一号已待命

这是正常操作,我国神舟载人飞船已经保持这样的状态好几年时间了,这不是第一次有神舟载人飞船进入待命状态的情况。

在空间站出现之前,我们的神舟载人飞船单次在轨飞行不会很长,有时候可能只是飞行几天就返回地球了。飞行时间越短的话,风险就越低,就算在轨飞行期间遇到情况,飞船也可以马上变轨返回地球。而在进入空间站时代以后的情况就不同了,单次飞行是很长,像当前在轨飞行的神舟二十号飞船的在轨时间将会达到6个月。

飞行时间越长,风险就越大,因为飞船、空间站是处于极为恶劣的外太空环境中飞行的,宇宙辐射比想象中的更强,温差也会相当大,太阳光照射的情况下温度超过100℃,没有太阳光照射的话温度低至-100℃以下,而这些航天器每天都会经历十几次接近300℃的温差变化,这对航天器的材料、密封性都提出了相当高的要求。

除此之外,在近地轨道的航天器还面临着太空垃圾的威胁,有各种微陨石、流星体、空间小碎片、空间小颗粒等。大家可别小看这些太空垃圾,它们对航天器来说是致命的威胁。因为空间站、飞船这些航天器的飞行速度本身就很快,超过7公里每秒,而那些太空垃圾的速度也会很快,像那些微陨石、流星体的速度甚至可能会比航天器快很多。这么快的速度,如果被太空垃圾撞击的话,航天器可能会受损,甚至可能会直接解体。

这不是开玩笑的,之前就曾经出现过卫星碰撞的情况,也多次出现卫星在太空解体的情况,空间站、飞船也不可避免面临这些太空垃圾的威胁。之前我们空间站天和号核心舱的太阳翼就曾经遭到空间小颗粒撞击而受损,神舟十七号航天员们出舱进行了舱外维修。在后续的神舟十八号到当前的神舟二十号飞行任务期间,航天员都多次出舱给中国空间站安装空间碎片防护装置,就是为了加强中国空间站应对这些太空垃圾威胁的能力。

当然,仅仅进行舱外维修或者安装防护装置是不够的,因为太空垃圾的威胁远比想象中的大。如果是很小的空间小颗粒、小碎片还好,对航天器的破坏力比较小,而如果是很大块的太空垃圾撞击的话,破坏力足以摧毁航天器。所以我们还需要有其他的保护措施,例如神舟二十一号飞船处于待命状态就是一个很好的办法。

假设我们的空间站、飞船遇到突发情况了,在轨的航天员需要快速返回地球,第一时间是乘坐在轨的那艘飞船返回地球,而如果在轨的载人飞船没法确保安全返航,那在发射场处于待命状态的那艘神舟载人飞船就会以最快的速度发射上去把航天员接回来。这样一来的话,我们就能在最短的时间内执行“太空救援”任务,而不是出现紧急情况了,再去准备飞船,那样可能会耽误最佳的“太空救援”时间。

当然,虽然太空飞行过程中面临着各种各样的威胁,但我们的空间站、飞船在轨飞行期间是很安全的,出现很严重的太空事故的可能性很低。虽然可能性很低,但是我们有必要做好力所能及的保护措施。在发射场,飞船、火箭虽然需要处于待命状态几个月,但这不会影响到飞船后续的正常发射、飞行,只是提前几个月“上岗”而已。

空间站的氧气哪来的

现在神舟二十号飞船以及天舟八号货运飞船正在中国空间站执行飞行任务,其中天舟八号货运飞船是在2024年11月就发射升空了,至今已经在轨飞行7个多月时间,天舟九号货运飞船还没发射升空。按照计划,在今年下半年我们会发射天舟九号货运飞船、神舟二十一号载人飞船。

在正常情况下,中国空间站会有3名航天员在轨生活、工作,如果是两个航天员乘组在轨轮换、在轨交接期间,我们的空间站会短暂住满6名航天员。这些航天员在中国空间站内需要消耗大量的食物、水、氧气等物资,在这些物资中,氧气应该是最重要的了,如果缺氧的话很快就不行。

3名航天员在轨飞行半年时间,理论上需要消耗差不多30万升氧气,而我们的空间站、飞船组合体内部的空间远没有这么大,装不下这么多氧气。而且也不敢装这么多纯氧在空间站内。那我们的空间站内的氧气是哪里来的,为什么中国空间站飞行了这么多年时间,我们都没有看到关于中国空间站缺氧的说法?

可能有一些网友认为是空间站在轨飞行期间,通过特制的设备从外太空获取氧气。实际上不是这样的,太空几乎不存在空气,所以在太空几乎就没有氧气,空间站没法直接从外太空获取氧气。可能有一些网友表示我们的货运飞船可以使用氧气罐装氧气上去,如果是短期飞行任务,或者货运飞船频繁发射,这其实是可行的。

然而我们现在天舟货运飞船发射频率是每2年3艘,单艘天舟货运飞船的在轨飞行时间平均为8个月,差不多每隔8个月才会发射一艘天舟货运飞船,所以天舟货运飞船也没法装得下这么多氧气。而且,货运飞船直接装这么多氧气上太空其实是很危险的,在纯氧的情况下,如果出现一点小火花都可能会酿成悲剧。

所以,不管是中国空间站,还是国际空间站,在空间站内都不会存有大量的纯氧。那空间站内的氧气是哪里来的,怎么感觉用不完?其实空间站内没有多少氧气,空间站内的氧气是源源不断产生的。因为电解1升水就能产生大约620升氧气,电解不到500升氧气就可以制备30万升氧气了。也就是说,只需要电解不到500升水就可以解决3名航天员在轨飞行需要30万升氧气的问题。

从运输的可行性、安全性等角度来看,货运飞船运输500升水远比运输30万升氧气安全得多,也更加容易。最重要的是,空间站内的水是循环利用的,所以航天员产生的尿液或者其他的废弃水都可以通过循环系统进行处理,然后再拿来电解水制备氧气。

可能有一些网友表示,电解水需要消耗大量的电力,成本会很高。这其实也不需要担心。因为中国空间站的各个舱段都有很大的太阳翼,货运飞船、神舟载人飞船也有太阳翼,这些太阳翼能够源源不断产生电力,完全足够空间站的日常使用。

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