4月25日20時59分、我が国は有人宇宙船「神舟18号」の打ち上げに成功し、1980年代生まれの3人の宇宙飛行士、葉光復、李聡、李光蘇を「中国」宇宙ステーションに6か月間居住・勤務させる予定で送りました。 これは我が国の神舟シリーズの宇宙船の18回目の打ち上げです。私の国の神舟シリーズの宇宙船の何がそんなに特別なのでしょうか?次に、神舟宇宙船の謎について学びましょう。 (4月25日20時59分、神舟18号有人宇宙船を搭載した長征2F堯18号ロケットが酒泉衛星発射センターで点火され打ち上げられた。画像提供:新華社) 1 高い地点から神舟宇宙船が誕生した 我が国の神舟宇宙船は、地上と空中の有人往復輸送に使用され、1992年に開発が始まりました。当時、我が国は回収型衛星の技術基盤がしっかりしており、開発経験も豊富であること、有人宇宙船の開発において外国の経験から学ぶことができることを考慮し、最終的に1キャビンと2キャビンの宇宙船を飛ばし、当時の最も先進的な宇宙船から始めて、3キャビンの有人宇宙船「神舟」を直接開発し、国際的な第3世代有人宇宙船のレベルに到達することを決定しました。現在までに、神舟シリーズの宇宙船18機が100%の成功率で打ち上げられており、そのうち13機は有人宇宙船で、合計22名の宇宙飛行士と35名を宇宙に送りました。 さらに、Shenzhou には次のような利点もあります。 1 隻のボートを複数の目的に使用できます。数機の神舟宇宙船の帰還カプセルが地上に帰還した後も、その軌道モジュールはさらに半年間軌道上に留まり、これは衛星を無料で打ち上げたのと同じことになる。 高度な知能。自動制御、誘導・航行からデータ管理、故障対応の冗長設計から液晶ディスプレイ装置に至るまで、情報技術の最新成果を採用しています。その電子技術と情報レベルはロシアのソユーズ有人宇宙船をはるかに上回っている。ソーラーパネルは自動的に太陽の位置を合わせることができます。 高度な熱保護テクノロジー。神舟宇宙船の帰還カプセルの最大直径は2.5メートル、表面積は22.4平方メートル、使用されている耐熱材料の総質量は約500キログラムである。ソユーズ宇宙船の帰還カプセルは直径約2.2メートル、表面積は17平方メートルだが、耐熱材の総質量は700キログラム。 パラシュートは特大です。メインパラソルの広さは1,200平方メートル。ガイドパラシュートはドラッグパラシュートを引き出し、まっすぐにします。ドラッグパラシュートは速度を 200 m/s から 80 m/s に減速します。メインパラシュートは速度を 6 m/s に減速します。傘全体は折りたたむと小さなハンドバッグほどの大きさになり、重さは90キログラム強になります。 2 小さいながらも精巧な神舟宇宙船の3つの主要客室が公開 「神舟」は軌道モジュール、帰還モジュール、推進モジュールで構成され、全長は約9メートル、総重量は約8.1トン。乗員は3名で、宇宙飛行士が搭乗できるスペースは6立方メートルあります。 3人乗車時、上方向の積載量は300キログラム以上、下方向の積載量は100キログラム以上です。 7日間自律飛行し、180日間ドッキングすることができます。 (神舟宇宙船のスケッチ。画像提供:中国有人宇宙工学事務所) 軌道モジュールは宇宙船の前部に位置し、その前端にテスト用の追加セクションまたはランデブーおよびドッキング装置があります。宇宙船が単独で飛行しているとき、軌道モジュールは宇宙飛行士が軌道に入った後に作業、食事、トイレ、睡眠を行うために使用され、「第一ホール」と呼ばれています。 帰還カプセルは宇宙船の中央に位置します。宇宙飛行士が宇宙船に出入りするためのキャビンであり、宇宙船の管制センターでもあります。 「部屋1」といいます。宇宙飛行士が着陸後、陸上で48時間、海上で24時間生存できるようサポートする能力を備えています。 上記2つの客室は宇宙飛行士の活動のための密閉された圧力客室です。客室気圧は81.0~101.3kPaです。温度は21℃±4℃であり、返却プロセス中の温度は40℃を超えません。騒音は、運用段階では 75 デシベル以下、上昇段階と帰還段階では 125 デシベル以下です。飛行軸方向の過負荷は、上昇段階では 5g 以下、帰還段階では 4g 以下です。 推進モジュールは宇宙船の後部にあります。宇宙船に電力、動力、燃料などを供給する非密閉構造です。尾部には2.5キロニュートンの軌道変更エンジンが4基、側壁には姿勢制御エンジンと1.8キロワットの電力供給を備えた24平方メートルの主ソーラー翼が装備されている。 3. 神舟宇宙船には14の主要なサブシステムがあり、それぞれに独自の機能がある。 「神舟」は14のサブシステムで構成されています。これらのサブシステムには物理学や医学など数十の分野が関係するため、技術的に多様で開発が複雑です。環境制御と生命維持、回復と着陸、計器と照明、緊急救命、乗組員などのサブシステムは、有人宇宙船に特有のものです。さらに、乗組員およびペイロード サブシステムは、宇宙飛行士および宇宙アプリケーション システムの搭載部分に属します。サブシステムの一部は次のとおりです。 構造機構サブシステムは、本体構造、耐熱構造、機構から構成されます。 環境制御および生命維持サブシステムは、宇宙船の乗組員に適したキャビン環境を作り出し、水や酸素などを供給します。 熱制御サブシステムは、宇宙船の各客室内の計器、装置、構造物、乗組員に必要な環境温度条件を確保するために使用されます。 測定、制御、通信サブシステムは、宇宙船の軌道の追跡と測定、宇宙船のデータと画像の送信、音声通信、テレビ監視などに使用されます。 データ管理サブシステムは、宇宙船のエンジニアリングパラメータと動作パラメータを随時収集し、収集したデータを処理します。 電源サブシステムは太陽電池と化学電池によって電力を供給されます。 緊急救命サブシステムは、発射台で待機中の宇宙船の脱出、およびロケットまたは宇宙船の危険な故障が発生し、それを除去できない場合の打ち上げ段階の脱出を担当します。 乗組員サブシステムは、乗組員の健康を確保するために、資格のある乗組員、宇宙服、宇宙食を宇宙船に提供します。 4 継続的な最適化により、神舟宇宙船の性能は向上し続けている 宇宙ステーションのミッションの要求を満たすために、我が国は神舟12号から神舟宇宙船をさらに改良してきました。例えば、 帰還カプセル、推進エンジン、タンクの熱制御方式、および宇宙ステーションのグリッド接続電源供給方式には特別な設計が施されており、宇宙船は、宇宙ステーションの複雑な構成と姿勢によってもたらされる複雑な外部熱流条件に適応するための電力供給と熱環境保護の適応サポート条件を備えています。 貯水設備を水タンクから水袋に変更し、スペースと重量を節約しました。宇宙船のキャビン壁に熱回路が追加され、集中制御から分岐制御に変更され、正確な局所温度制御が実現しました。 宇宙船は軌道上に長時間滞在するため、高エネルギー紫外線、原子酸素の衝撃、宇宙空間におけるさまざまな高エネルギー粒子や電離放射線の攻撃に常に耐えられる、低吸収・低放出の新型熱制御コーティングを採用しています。 宇宙船に搭載される制御コンピュータとデータ管理コンピュータは、すべて国産のCPUチップで稼働しています。 宇宙船の設計には北斗ナビゲーション端末も導入されており、ナビゲーション計算、帰還捜索救助着陸地点報告などはすべて北斗システムの位置データを使用しています。 計測と制御は主に地上ベースの計測と制御から主に宇宙ベースの計測と制御に移行しており、これにより計測と制御の範囲が拡大するだけでなく、ミッションコストも節約されます。 代わりに、迅速なキャビンドア漏れ検出器が使用されました。国際救助位置表示器やマイクロ波重力レベルスイッチなどの製品が使用され、帰還カプセルを迅速かつ正確に発見しました。キャビン照明設備とランデブー・ドッキング照明設備には、耐衝撃性、耐振動性、低消費電力、高安定性などの利点を持つ先進的な固体光源が採用されており、ランデブー・ドッキングの成功をさらに保証します。 今回打ち上げられた神舟18号は、これまでの神舟宇宙船と比べて主電力貯蔵電池がカドミウムニッケル電池からリチウムイオン電池へと新しく変更されたことも特筆に値します。リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、サイクル寿命が長く、高速充電に優れており、船全体の重量を約50キログラム軽減します。 5. 効率的な生産とバッチ生産モードにより、神舟宇宙船の高品質な納品が可能 宇宙ステーション時代に入ってからは、宇宙船の品質向上、研究開発コストの削減、開発サイクルの短縮を図るため、「神舟」はバッチ生産モデルを採用した。これにより、製造およびテストのプロセスがより標準化され、規則的になり、担当者が製品の状態を理解して製品の品質を確保しやすくなります。また、資材調達の集中化も図れるため、サプライチェーンの管理や在庫サイクルの制御も容易になります。 有人宇宙船「神舟12号」から「神舟15号」の4機がグループを形成している。この生産モデルを採用した後、神舟宇宙船の工場出荷前の開発プロセスは17か月から14か月に短縮され、発射場テストと打ち上げプロセスも59日から46日に最適化されました。 中国の宇宙ステーションの建設が完了し、定常運用に入った後、「神舟」シリーズの有人宇宙船も新しいバッチ(神舟16号から21号までの6機の宇宙船)の集中的な生産を開始しました。今回のバッチ生産では、信頼性と安全性の確保を前提に、数百の装置変更と信頼性向上の検証作業を最短時間かつ最高水準で完了し、自律的な健康管理機能をさらに強化し、サブシステムレベル、単一マシンレベル、コンポーネントレベルでのデータ包括分析メカニズムを確立しました。製品データ相互接続の情報化、ケーブルアセンブリレイアウトのデジタル化、主要パラメータ検出のスマート化を全面的に推進し、「神舟」宇宙船の「宇宙ステーション時代」への再アップグレードを全面的に実現し、「神舟」が新たな旅に出るための強固な基礎を築きました。 宇宙船の計器のデータ表示が簡素化され、宇宙飛行士はより明確で直感的かつ快適な表示インターフェースを使用してミッションを遂行できるようになります。さらに、より高いレベルの統合、より強力な処理能力、より高い位置特定率という3つの大きな利点を備えたアップグレードされた中継端末が開発され、宇宙船と地上間の支障のない通信が可能になりました。 研究開発チームは、情報技術、自動化、インテリジェントな手段を継続的に活用して、モデル開発の効率をさらに向上させ、キャビン構造の高品質な提供を保証します。 著者: パン・ジーハオ、国家宇宙探査技術主任科学コミュニケーション専門家 制作:中国科学普及協会×中国航行学会 制作:中国科学技術出版社、中国科学技術出版社(北京)デジタルメディア株式会社 |
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