¿Qué patentes de innovación tiene Shenzhou 13?
El lanzamiento de Tiangong-1 marca el segundo paso de la estrategia espacial de “tres pasos” de China.
Los llamados "Tres pasos para el sector aeroespacial de China": en septiembre de 1992, el gobierno central decidió implementar el proyecto espacial tripulado y determinó la estrategia de desarrollo de los "Tres pasos para el sector aeroespacial" de China;
No. El primer paso es lanzar una nave espacial tripulada, construir un proyecto preliminar de nave espacial tripulada experimental de apoyo y llevar a cabo experimentos de aplicaciones espaciales;
El segundo paso es romper con las actividades extravehiculares de los astronautas y los encuentros de naves espaciales. y tecnología de acoplamiento, y lanzar experimentos espaciales. El tercer paso es construir una estación espacial para resolver el problema de las aplicaciones espaciales tripuladas a gran escala y a largo plazo.
Si el plan de tres pasos se completa con éxito, China eventualmente construirá una estación espacial básica. Posteriormente, nuestro país construirá el cuarto sitio de lanzamiento espacial en Wenchang, Hainan, después de Jiuquan, Taiyuan y Xichang, que se encargará principalmente de las tareas de lanzamiento de satélites en órbita geosincrónica, satélites en órbita polar de gran masa, estaciones espaciales de gran tonelaje, satélites de exploración del espacio profundo y otras naves espaciales.
Tiangong-1 se acopló dos veces: la primera vez: 201165438+ se acopló a la nave espacial Shenzhou-8 en la madrugada del 3 de octubre. La segunda vez: en la tarde del 18 de junio de 2012 (14:14), se acopló con éxito a Shenzhou-9. La tercera vez: a las 13:00 del 13 de junio de 2013, Shenzhou 10 y Tiangong 1 completaron el encuentro y el acoplamiento automáticos.
El avión objetivo Tiangong-1 finalizó oficialmente su servicio de datos el 16 de marzo de 2065, 438, completando plenamente su misión histórica. Reingresó a la atmósfera a las 8:15 del 2 de abril de 2018 y aterrizó en el Pacífico Sur central. Tiangong-1 está destinado a estrellarse contra la Tierra o arder en la atmósfera. La zona de aterrizaje está situada en medio del Pacífico Sur y no se convertirá en basura espacial ni pondrá en peligro el suelo.
Tiangong-2 (versión oficial del laboratorio espacial)
El Laboratorio Espacial Tiangong-2 es el segundo laboratorio espacial desarrollado independientemente por mi país después de Tiangong-1. Verifique más a fondo el encuentro espacial y. tecnología de atraque y llevar a cabo una serie de experimentos espaciales.
Si "Tiangong-1" es la versión experimental del laboratorio espacial, entonces Tiangong-2 es la versión oficial del laboratorio espacial.
El propósito de Tiangong-2 es principalmente llevar a cabo aplicaciones y experimentos en los campos de la observación de la Tierra y la ciencia del sistema terrestre espacial, nueva tecnología de aplicaciones espaciales, tecnología espacial y medicina espacial. Construya el primer laboratorio espacial real de China y utilícelo para lanzar un pequeño satélite en el momento del lanzamiento. La futura nave espacial de carga Tianzhou-1 se acoplará al Tiangong-2.
Los resultados del Laboratorio Espacial Tiangong-2: 1) Lanzado a órbita en septiembre de 2016, completó cuatro encuentros y acoplamientos con la nave espacial tripulada Shenzhou-11 y la nave espacial de carga Tianzhou-1 2) Tiangong; -2 apoyó con éxito a dos astronautas que trabajaron y vivieron en órbita durante 30 días; 3) logró avances en el dominio de una serie de tecnologías clave, como la residencia a medio plazo de los astronautas y el reabastecimiento de propulsores en órbita, y completó una serie de tareas durante su estancia; servicio retrasado de más de 300 días. Prueba de expansión;
A las 216:00 horas del 19 de julio de 2019, el laboratorio espacial Tiangong-2 volvió a entrar en la atmósfera y una pequeña cantidad de escombros cayó en el lugar predeterminado. aguas seguras del Pacífico Sur.
La estructura interna de Tiangong-2: Primero, la parte principal. El diámetro máximo real de la cabina es de 3,35 metros y la forma parece muy simple: es un cilindro. El equipo interno de Tiangong-2 lleva el primer instrumento de medición de polarización de explosión de rayos gamma de alta sensibilidad del mundo, así como instalaciones de alta tecnología relacionadas, como manijas, consolas de astronautas y pantallas para facilitar las actividades de los astronautas en un entorno ingrávido.
En segundo lugar, Tiangong-2 ha optimizado el entorno habitable para los pasajeros, ha mejorado el entorno para comer y dormir y ha añadido equipamiento deportivo e instalaciones de entretenimiento. De hecho, el laboratorio espacial es a la vez un lugar de trabajo y un hogar cálido para descansar, lo que puede hacer que la vida de 30 días de los astronautas en Tiangong sea más cómoda, conveniente y colorida.
Al mismo tiempo, Tiangong-2 ha construido un sistema de verificación de circuito líquido compuesto por componentes mecánicos, eléctricos e hidráulicos, así como un terminal de prueba de funcionamiento del manipulador. y realizó pruebas de mantenimiento en órbita para acumular experiencia para el posterior diseño de mantenimiento en órbita de la estación espacial.
En tercer lugar, Tiangong-2 está equipado con paneles solares específicos para satélites.
La envergadura del panel solar original era de aproximadamente 18,4 metros. Se trata de una placa de polímero hecha de materiales especiales que puede proporcionar almacenamiento de energía solar para Tiangong-2 y reducir el consumo de sus propios recursos.
Además, el Laboratorio Espacial Tiangong-2 también está equipado con una "cámara digital" aeroespacial de alto rendimiento especialmente personalizada, que se instala en la parte inferior de la Superficie de Observación de la Tierra Tiangong-2. -2 cambios de ángulo de vuelo, se pueden lograr imágenes en múltiples direcciones.
La "cámara digital" tiene las características de una alta relación señal-ruido. La resolución en el terreno puede alcanzar los 100 metros y los detalles del paisaje terrestre visto son muy finos. Estas nuevas imágenes de detección se utilizarán ampliamente en muchos campos, como la previsión meteorológica, la detección atmosférica, el cambio climático, la producción agrícola, la prevención de desastres marinos, la seguridad de la navegación, etc.
El verdadero propósito de Tiangong-2 es construir un pequeño laboratorio espacial, con el objetivo de resolver problemas de aplicaciones espaciales de cierta escala y atención tripulada a corto plazo, y tener las condiciones para realizar diversos trabajos y experimentos.
El laboratorio espacial Tiangong-2 transporta 14 cargas de aplicaciones espaciales, como relojes atómicos fríos espaciales. La mayoría de estos proyectos de aplicaciones representan el nivel avanzado internacional en campos científicos y tecnológicos relacionados y se espera que logren una serie de resultados de aplicaciones importantes. Promoverán efectivamente el desarrollo de la ciencia espacial y la tecnología aplicada de mi país y liderarán el progreso científico y tecnológico en áreas relacionadas. y acelerar la implementación de estrategias de desarrollo impulsadas por la innovación.
Lo que tiene de mágico Tiangong-2:
Uno de los aspectos más destacados: Tiangong-2 está equipado con el primer reloj atómico frío espacial del mundo (un reloj atómico frío hecho de átomos enfriados por láser). Puede mejorar aún más la precisión de la medición del tiempo), se espera que alcance una precisión ultra alta de 10 a 16 segundos, mejorando la precisión de la medición del tiempo humano en el espacio de 1 a 2 órdenes de magnitud. Tienen que funcionar durante unos 30 millones de años para producir 65.500.
Power 2: Tiangong-2 está equipado con un detector de polarización de explosión de rayos gamma. El detector de polarización de explosiones de rayos gamma (POLAR), desarrollado conjuntamente por importantes instituciones de investigación científica chinas y la Agencia Espacial Europea, es el primer equipo especial de alta sensibilidad del mundo para medir la polarización de explosiones de rayos gamma y proporcionará un medio importante para estudiar estallidos de rayos gamma.
Las observaciones de polarización altamente sensibles de los estallidos de rayos gamma y las erupciones solares ayudarán a comprender mejor la naturaleza de los estallidos de rayos gamma y a estudiar más a fondo la estructura, el origen y la evolución del universo. Esta carga llenará el vacío en el método actual de medición de polarización de explosión gamma de alta sensibilidad (explosión gamma: un fenómeno en el que la intensidad de los rayos gamma provenientes de una determinada dirección en el cielo aumenta repentinamente en un corto período de tiempo y luego se debilita rápidamente. con una duración de 0,1-1000)
Banda de energía de megaelectrones voltios. En 1967 se descubrieron explosiones de rayos gamma. ).
Tres potentes: 1) equipado con un espectrómetro de imágenes de banda ancha; 2) equipado con un altímetro de microondas de imágenes tridimensionales; 3) equipado con una nueva generación de instrumentos de detección remota de observación de la Tierra e instrumentos de investigación de ciencias de la tierra; como espectrómetro de imágenes de borde ultravioleta. La aplicación de estas cargas mejorará el nivel técnico de mi país en los campos de la investigación del cambio climático global, la contaminación del aire y el monitoreo de la composición atmosférica.
Cuatro Poderosos: Equipado con una incubadora. En Tiangong-2 se instala una microincubadora con temperatura adecuada y luz controlable. Se puede realizar todo el proceso desde la siembra hasta la cosecha de semillas. El ciclo del experimento anterior de cultivo de plantas espaciales no excedió los 20 días y el experimento solo pudo realizarse en la etapa de plántula. Esta es la primera vez que mi país completa un experimento de cultivo de plantas espaciales de proceso completo, de semilla a semilla.
Además, Tiangong-2 también llevará a cabo una serie de nuevos experimentos de preparación de materiales y experimentos espaciales en campos científicos básicos como la física de fluidos, y también lanzará un satélite compañero para llevar a cabo experimentos conjuntos con Tiangong. -2.
Los logros y la importancia de Tiangong-2
1. El acoplamiento de Tiangong-2 y la nave espacial Shenzhou-11: La tecnología de encuentro y acoplamiento de la nave espacial china ha sido probada exhaustivamente. Y está demostrado que los chinos han descifrado y dominado por completo importantes signos de la tecnología más avanzada que había sido monopolizada por la Unión Soviética y Estados Unidos durante 50 años. China es incluso el segundo país del mundo que puede realizar la enseñanza espacial. Esta tecnología requiere comunicaciones por antena, algo que actualmente sólo pueden hacer Estados Unidos y China.
En segundo lugar, la estación espacial puede albergar a varias personas durante mucho tiempo: Jing Haipeng y Chen Dong vivieron en la estación espacial durante 33 días, estableciendo un récord para el vuelo espacial tripulado más largo de China, lo que marca la capacidad de China para construir aeroespacial Una estación espacial donde las tripulaciones puedan permanecer durante largos períodos de tiempo.
3. Acoplamiento entre la estación espacial y Tianzhou-1: Tianzhou-1 es la primera nave espacial de carga de mi país. El acoplamiento con Tianzhou-1 es una batalla final muy importante para la misión del laboratorio espacial de mi país. El exitoso acoplamiento de la primera nave espacial de carga de China significa que los chinos han dominado la tecnología de carga estable a largo plazo de la futura estación espacial.
En cuarto lugar, el suministro de combustible en órbita: el llamado repostaje espacial. Esta tecnología fue completada por Tianzhou-1, lo que significa que la tecnología de suministro de combustible de China para vuelos en órbita a largo plazo de la Estación Espacial Tiangong en el futuro ha madurado.
5. Se completaron 14 experimentos espaciales de alto nivel: el experimento del reloj atómico frío espacial más interesante es el primero en el mundo, especialmente el experimento de comunicación cuántica, que es un importante avance tecnológico completado por nuestro país en los últimos tiempos. años. Además, hay experimentos biológicos.
6. La estación espacial completó el experimento del robot: Tiangong-2 realizó la primera prueba en China.
El brazo robótico es un artefacto esencial para que China construya estaciones espaciales, mantenga y transporte actividades extravehiculares y se encuentre y atraque naves espaciales en el futuro. El brazo robótico del experimento requiere una serie de requisitos estrictos, como peso ligero, alta resistencia, alto grado de libertad y funciones complejas.
7. Adoptar un diseño de sistema modular avanzado. Si hay un problema técnico con la estación espacial, se puede reemplazar rápidamente y mantener en órbita. Este es también un avance importante en la tecnología aeroespacial de China.
8. Las tecnologías de satélite y skylink de la estación espacial han madurado. Tianlian Communications, diseñada por China, cubre todo el mundo y permite una comunicación sin barreras entre el cielo y la tierra en cualquier momento. Actualmente sólo China y Estados Unidos poseen esta tecnología de punta. Por lo tanto, los astronautas chinos pueden ver las noticias en la estación espacial.
9. Cooperación internacional completa: la estación espacial de China lleva el primer instrumento de medición de polarización de explosión de rayos gamma de alta sensibilidad del mundo. El proyecto de cooperación entre China y Suiza muestra que China ha abierto la cooperación internacional en el sector aeroespacial. La puerta del campo.
10. Acelerar la construcción de la estación espacial de China: Por ejemplo, Tiangong-1 y Tiangong-2, que ya han superado sus plazos de servicio, han ayudado a China a dominar las tecnologías relevantes para fabricar y construir el futuro Tiangong. Estación espacial de antemano. El Tiangong-3 originalmente planeado ha sido Cancelado.
Tiangong-2 lleva más de dos años operando en órbita y ha logrado resultados fructíferos en la observación de la Tierra. Hasta ahora, el Sistema de Aplicaciones Espaciales de Ingeniería Espacial Tripulada de China ha distribuido 37 TB de productos de datos, como cargas útiles de observación de la Tierra, respaldando más de 70 proyectos relacionados. En Gong-2 se han logrado avances y verificaciones de múltiples sistemas tecnológicos nuevos y tecnologías clave, y logros técnicos relevantes se han transformado y transferido a aplicaciones operativas como satélites de color de agua oceánica, satélites de energía oceánica, satélites de medición de precipitación Fengyun y satélites meteorológicos Fengyun. satélites. Con la adopción de estos nuevos sistemas tecnológicos y la mejora sustancial en las funciones y el rendimiento de los equipos, la amplitud y profundidad de las aplicaciones de observación de la Tierra continúan expandiéndose.
A las 216:00 horas del 19 de julio de 2019, bajo el mando del comandante de tierra, el cuerpo principal del Laboratorio Espacial Tiangong-2 se quemó en la atmósfera y una pequeña cantidad de escombros cayó a la atmósfera. aguas predeterminadas del Pacífico Sur.
En comparación con el avión objetivo Tiangong-1, se trata de un reingreso incontrolado. Tiangong-2 logró una salida de órbita controlada. Esta es la segunda vez que China implementa una salida de órbita controlada de una nave espacial después de la nave espacial de carga Tianzhou-1. El propósito de la desorbitación controlada: eliminar las amenazas que Tiangong-2 pueda representar para el entorno espacial y terrestre en el futuro.
¿Por qué deberíamos adoptar el descarrilamiento controlado?
A medida que el tiempo de servicio atrasado de Tiangong-2 siga aumentando, la confiabilidad en órbita disminuirá. Una vez que se produzca una anomalía en órbita, Tiangong-2, que está fuera de control en la órbita terrestre baja, caerá gradualmente. Después de caer a la atmósfera, es posible que algunas sustancias con un punto de fusión alto no se quemen por completo y una pequeña cantidad de escombros caerá al suelo, poniendo en peligro la seguridad de las personas en el suelo.
Actualmente, hay más de 20.000 desechos espaciales con un diámetro de más de 10 cm alrededor de la Tierra. El impacto de desechos espaciales con un diámetro de más de 10 cm en una nave espacial será un desastre. Por lo tanto, hay mucha basura espacial en el espacio, lo que a menudo hace que las naves espaciales tengan que cambiar de ruta y evitar obstáculos. Por lo tanto, la destrucción activa de naves espaciales se ha convertido en sentido común internacional.
¿Qué opinas del destino de la nave espacial?
Los fragmentos de la nave espacial deben caer en un lugar designado, el llamado "cementerio de naves". Por ejemplo, los restos del Tiangong-2, al igual que el Tiangong-1 y el Tianzhou-1, cayeron en el Pacífico Sur.
Según la Oficina de Ingeniería Espacial Tripulada de China, una pequeña cantidad de los restos restantes del Tiangong-2 caerán en una zona marítima segura predeterminada dentro del rango de 160 a 90 grados de longitud oeste y de 30 a 45 grados de latitud sur. en el Pacífico Sur.
Esta es una práctica internacional. Después de que las grandes naves espaciales que normalmente operan en órbita terrestre baja sean desmanteladas, un plan común para varios países es tener bajo control la colisión de la nave espacial en la zona de aguas profundas del Pacífico Sur. Esta zona está a más de 2.000 kilómetros de la tierra en todas direcciones. Es importante destacar que casi no hay actividad humana en esta zona. Debido a la influencia de las corrientes oceánicas, hay muy poca vida marina, por lo que no causará mucho daño a la ecología, por eso se le llama "cementerio de naves espaciales".
Según las estadísticas, en los últimos 50 años, alrededor de 15.000 toneladas de restos de naves espaciales han caído a la Tierra y nunca ha habido un incidente que haya dañado a los residentes en zonas densamente pobladas. Según las estadísticas de la NASA, solo en 2014, más de 600 satélites defectuosos, etapas de cohetes abandonadas y otros desechos ingresaron a la atmósfera terrestre, con una masa total de más de 100 toneladas, pero no hubo informes de heridos o daños materiales.
La historia ha visto los restos de una nave espacial que se estrelló contra la Tierra en 1979. El "Skylab 1" estadounidense se estrelló contra la Tierra, pero el lugar designado para el accidente final estaba lejos de lo previsto. La NASA originalmente planeó aterrizar en el océano a 1.300 kilómetros al sur de Ciudad del Cabo, Sudáfrica, pero los escombros terminaron en las zonas desérticas del sur del Océano Índico y Australia Occidental. "Skylab 1" cayó de forma parcialmente controlada, por lo que una nave espacial de entrada totalmente controlada puede caer a una zona segura con mayor precisión.
En términos de lanzamientos de naves espaciales, según las estadísticas, la tasa de éxito de más de 1.200 lanzamientos espaciales en el mundo desde el año 2000 es aproximadamente del 94,3%. Después de todo, los lanzamientos espaciales son una actividad de alto riesgo. El Long March 2F de China, responsable del lanzamiento del laboratorio espacial Tiangong-2.
La calidad del cohete T2 es muy confiable. Ha realizado con éxito 11 misiones de lanzamiento y logrado victorias consecutivas. Con tales ingresos, China siempre ha adoptado una actitud de "empezar desde cero" y ha seguido estrictamente los procedimientos y especificaciones para fortalecer el control de calidad de todo el proceso para garantizar la calidad del desarrollo de productos aéreos.
Los vuelos espaciales tripulados son la tecnología punta más compleja, intensiva en tecnología e innovadora en el campo científico y tecnológico global. Abarca muchos campos científicos como la mecánica, la astronomía, las ciencias de la tierra, la medicina espacial y las ciencias espaciales, e implica tecnologías de ingeniería como la ingeniería de sistemas, el control automático, las computadoras, la energía espacial, las comunicaciones, la teledetección, las nuevas energías, los nuevos materiales y la microelectrónica. y optoelectrónica.
Desde la implementación del programa espacial tripulado de China en 1992, en el proceso de organización e implementación de 12 misiones espaciales, ha logrado avances y ha dominado una serie de tecnologías clave, obtuvo casi mil patentes de invención nacionales, y promovió la industria aeroespacial de China. La construcción de infraestructura ha permitido a la industria de ciencia y tecnología aeroespacial de China lograr un desarrollo a gran escala.
En los últimos 20 años, más de 2.000 logros tecnológicos de los vuelos espaciales tripulados de China se han utilizado ampliamente en diversas industrias de la economía nacional. Según cálculos de instituciones de investigación relevantes, la relación insumo-producto está entre 1:10 ~ 1:12. Los vuelos espaciales tripulados también promueven la innovación tecnológica, la innovación de procesos y la modernización industrial en los campos de las materias primas, la microelectrónica, la fabricación de maquinaria, la industria química, la metalurgia, los textiles, las comunicaciones y otros campos, amplían los canales para transformar los logros científicos y tecnológicos en productividad real, y brinda apoyo para el desarrollo de industrias de alta tecnología. Infundido de motivación y energía.
Honores obtenidos por el Tiangong-2
La revista estadounidense "Time" seleccionó los 25 mejores inventos del mundo en 2016, y el laboratorio espacial Tiangong-2 se encontraba entre ellos. Esta es la primera vez que un producto de nave espacial de China aparece en esta lista.
La ceremonia de honor para las figuras de "China influyente" de 2016 seleccionadas por "China News Weekly" se celebró en Beijing. Los equipos de desarrollo de misiones espaciales tripuladas Tiangong-2 y Shenzhou-11 de la Corporación de Ciencia y Tecnología Aeroespacial de China ganaron el título de Persona Científica y Tecnológica del Año.
La revista "Global Scientific American" seleccionó las diez principales noticias científicas del mundo en 2016. Las misiones tripuladas Tiangong-2 y Shenzhou-11 fueron seleccionadas con éxito.