雖然天宮空間站在體積和質(zhì)量上較國(guó)際空間站小,但其采用的柔性砷化鎵太陽(yáng)能電池翼和電推進(jìn)系統(tǒng)等創(chuàng)新技術(shù),使其在技術(shù)上領(lǐng)先。近日,隨著夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射,中國(guó)天宮空間站的T字型結(jié)構(gòu)初露端倪,引起了廣泛關(guān)注。然而,一些人開(kāi)始質(zhì)疑天宮空間站相較于國(guó)際空間站是否存在技術(shù)差距,尤其是在質(zhì)量方面。

一、國(guó)際空間站的龐大規(guī)模
國(guó)際空間站是一個(gè)由多個(gè)國(guó)家合作建造和運(yùn)營(yíng)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室,涉及美國(guó)、俄羅斯、歐洲、加拿大和日本等16個(gè)國(guó)家。其長(zhǎng)110米、寬88米,可居住空間達(dá)388平方米,總質(zhì)量達(dá)419噸。國(guó)際空間站歷時(shí)十?dāng)?shù)年才建成,包括核心艙、實(shí)驗(yàn)室艙體、太陽(yáng)能電池板等多個(gè)組件,確保各國(guó)宇航員在其中進(jìn)行科學(xué)研究和居住。

二、國(guó)際空間站的構(gòu)造和設(shè)計(jì)目標(biāo)
國(guó)際空間站的龐大規(guī)模是為了支持多國(guó)合作和多項(xiàng)科學(xué)研究。由于涉及多個(gè)國(guó)家的艙體和設(shè)備,以及不同國(guó)家的宇航員,國(guó)際空間站必須提供足夠的空間和設(shè)施,以容納各方需求。這也導(dǎo)致了設(shè)計(jì)上的冗余,為不同國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備提供兼容性。
然而,龐大的設(shè)計(jì)也帶來(lái)了一些問(wèn)題,例如電力系統(tǒng)采用了多個(gè)太陽(yáng)能電池板陣列和電池組,以確保在故障或維護(hù)期間能夠提供足夠的能源供應(yīng)。這使得國(guó)際空間站采用了十字形的構(gòu)造,布滿桁架,以展開(kāi)太陽(yáng)能電池板和其他設(shè)備,確保正常運(yùn)行。

三、桁架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)
桁架結(jié)構(gòu)是國(guó)際空間站的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì),具有高度的強(qiáng)度和剛性,能夠承受外部負(fù)荷。然而,桁架結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)在于其不經(jīng)用,容易受到老化的影響,一旦老化,空間站可能面臨報(bào)廢的風(fēng)險(xiǎn)。盡管桁架結(jié)構(gòu)輕量化,但其使用壽命有限,需要不斷維護(hù)和更新。
四、中國(guó)天宮空間站的精巧設(shè)計(jì)
相較之下,中國(guó)天宮空間站是中國(guó)獨(dú)立開(kāi)發(fā)的空間站,包括天和核心艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、載人飛船和貨運(yùn)飛船五個(gè)模塊。雖然在體積和重量上小于國(guó)際空間站,但在技術(shù)上卻處于領(lǐng)先地位。
1.太陽(yáng)能電池板的創(chuàng)新
中國(guó)天宮空間站采用柔性砷化鎵太陽(yáng)能電池翼,這是一項(xiàng)創(chuàng)新。砷化鎵是一種半導(dǎo)體材料,具有高效的光電轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性,特別適用于太陽(yáng)能電池技術(shù)。柔性砷化鎵太陽(yáng)能電池翼具有體積小、展開(kāi)面積大、功率質(zhì)量比高的特點(diǎn),相較于傳統(tǒng)硅基太陽(yáng)能電池板更為輕巧,有助于在空間中使用。
2.電推進(jìn)系統(tǒng)的應(yīng)用
天和核心艙在推進(jìn)系統(tǒng)方面進(jìn)行了創(chuàng)新,不僅使用了常規(guī)動(dòng)力,還額外配置了電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī),即霍爾推力器。霍爾推力器利用霍爾效應(yīng)產(chǎn)生推力,相較于傳統(tǒng)的化學(xué)推進(jìn)系統(tǒng),具有更高的比沖和能量利用效率。此舉不僅可以提高推力,還能有效節(jié)省推進(jìn)劑的消耗,延長(zhǎng)空間站的壽命。

中國(guó)天宮空間站與國(guó)際空間站相比,展現(xiàn)了不同的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)路線。國(guó)際空間站龐大而復(fù)雜,服務(wù)于多國(guó)合作和科學(xué)研究,而天宮空間站注重創(chuàng)新和獨(dú)立發(fā)展,展現(xiàn)了中國(guó)在太空探索領(lǐng)域的雄心和實(shí)力。未來(lái),這兩個(gè)空間站將共同推動(dòng)人類(lèi)對(duì)太空的探索,促進(jìn)科技的發(fā)展,為人類(lèi)未來(lái)的太空之旅鋪平道路。