神舟十一号有哪些技术亮点?在国际上处于什么水平?

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知乎用户   2019-7-31 00:54   4647   5
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热心回应  16级独孤 | 2019-7-31 00:54:52 发帖IP地址来自
第一部分,先提升下高度:

神舟十一号载人飞船把中国航天推到了一个新的历史最高点,这是中国迈出建设空间实验室的重要一步。
如果神舟十号任务中对接的天宫一号仍然是以测试性质为主,那么神舟十一号任务可以说是驾轻就熟了。不论是神舟飞船与长征二号F遥11运载火箭的磨合,还是神舟飞船与天宫目标飞行器的对接,中国航天已经能够熟练掌握这些技术。
从载人航天三步走计划来看,第一步神七已经实现舱外行走,第二步神八无人对接成功,第三步神九手控对接也实现了,这些技术沉淀已经开始转化,为中国建造空间实验室服务。
想当初中国在上世纪90年代希望加入美俄主导的国际空间站计划,却被拒绝。其实想想也很简单,美俄拥有世界上最强的航天技术,那个时期的中国航天与美俄差距太大。而且国际空间站的建设中以美国主导,俄罗斯提供部分技术支持,比如空间站的头几个舱室由俄罗斯火箭发射,之后全部交给美国的航天飞机了,发射一次都是数亿美元投入,比联盟号火箭贵得多。其他配角国家和地区,如日本、加拿大、巴西、欧洲等提供个别舱室、机械臂之类的东西。
既然被拒绝,那么就只能自己玩了,回到1992年的载人航天三步走战略上,二十多年过去了,中国也具备了建设空间站的技术。

1.建设空间站要解决的第一个问题就是如何把航天员送到轨道上。
这就需要稳定的运载火箭和载人飞船。从神舟1号起,长2F运载火箭一直表现稳定,展现出极强的系统可靠性,为载人航天奠定了基础。


2.为了建设空间站,中国航天人还定了一个小目标——100吨实验室。

对于中国航天事业而言,近期的小目标当然是建设一个100吨级的空间实验室,或者说是空间站。神舟十一号任务是个转折点,天宫二号对航天员的支持能力已经提升到双人30天接近美国宇航局天空实验室2号的状态。(其实,神舟十一号飞船原本就是为天宫一号神舟十号飞船准备的备份飞行器,虽然我国载人飞船设计为最多承载三个人,但由于受生命保障系统能力限制,为延长航天员在太空驻留时间,只能减少人数,所以这次神舟十一号只搭载两名航天员。)
美国宇航局在1973年发射的天空实验室2号实现了三名宇航员在轨支持28天的总时长,天空实验室3号已经能够延长一个月以上。长时间在轨支持能够进行更多的科学实验,其中就包括研究人体长时间暴露在微重力环境中所受到的影响。
当然,中国航天最终的目标是建立一座轨道空间站,由一个核心舱和两个实验舱构成。每个20多吨的重量需要长五运载火箭才能发射,因此空间站要在2020年进入组建状态,还需要长五运载火箭的按时支持,不然20吨的载荷目前没有一款火箭能够胜任。三个核心结构大约60吨,对接两艘载人飞船和一艘货运飞船之后,系统总质量接近100吨。如果要有一个直观的量化参照,美国航天飞机轨道器的质量大约就是100吨左右,和平号空间站质量大约在130吨,国际空间站大约为400吨。


3.上面的回答中,多次提到了联盟号。神舟十一号可以说,已经比俄罗斯联盟飞船先进。
其实,从外观上看,神舟飞船与俄罗斯的联盟号飞船确实接近,而且也是由推进舱、返回舱和轨道舱组成,但内部空间比联盟号更大,航天员工作和生活环境更加舒适。不论是总长、直径、太阳能电池板打开翼展以及总质量,它都比俄罗斯联盟飞船要高一些,或者说大了一圈。
从功能上看,神舟飞船的轨道舱也有太阳能电池板和推进系统,具备更强的轨道行动能力,可以在任务结束后继续在轨停留半年以上,扩大子任务范围。

综上,在神舟十一号飞船时期,有了之前5艘无人飞船和5艘载人飞船的成功经验,中国航天已经转型进入空间站建设阶段,不再是单纯为了测试载人飞船和天宫目标飞行器而执行发射任务。

---------------我是神舟十一的分割线-----------------

第二部分,说回到神舟十一号的技术亮点
@小闹钟 的回答里提到的已经基本覆盖了,我们再略作补充。

神舟十一号此次飞行承担两项核心任务。

一、神舟十一号将与天宫二号实现对接,为我国更好地掌握空间交会对接技术奠定基础。
据北京航空航天大学航天制导导航与控制系王新龙教授介绍,实现与天宫二号对接的难点集中在飞控技术上。
首先是中长期定轨预报精度要求高
神舟十一号飞船将与天宫二号在距离地面393公里的太空轨道进行交会对接,而这也是未来中国空间站运行的轨道高度,这比之前的轨道提高了几十公里。
第二是对接轨道远导控制策略设计难度比较大,三是短弧段快速测定轨要求高。四是返回前快速轨道的控制,五是伴星飞越观测及驻留轨道控制。
王新龙教授表示,天宫二号和神舟十一号的交会对接原理,概括起来,就是要做到三个必须:必须找得到,必须对得准,必须飞得稳。
天宫二号和神舟十一号的空间交会对接是搭建“太空之家”的重要一步,其间,两者从相距150米到最终完成对接的阶段技术难度最大、风险最高。在此次任务中,全新升级的“对接天眼”——光学成像敏感器(CRDS)的使用,与在天宫一号上运用的第一代产品相比,实现了诸多技术突破。
除了技术挑战之外,北京飞控中心还面临很多潜在风险:航天员在轨飞行长达33天,要求地面飞控人员长时间值守,飞控软硬件系统高强度不间断工作,同时也是对各类应急情况下系统综合保障能力的严格考验。

二、向天宫二号“送人”,宇航员将进行为中国空间站提供再生生命保障技术的实验,为实现维持人类长期居住的环境做准备。

这次计划在轨飞行33天,是迄今为止我国持续时间最长的一次载人飞行。

随着飞行时间的增加,太空环境会对人体会带来不利影响。特别是心血管功能的减退将会变得更加突出,还会发生一定程度的肌肉萎缩和骨丢失问题。

如何解决呢?
一是进行细致的医健医保。飞行期间综合利用医疗问询、基本生理指标检查、尿常规检测、心肺功能检查等手段,定期对航天员实施健康状态的评估。还注重舱内微生物的控制,并且配备了预防治疗的一些药品和相关的医疗器械。

不仅如此,这次任务中首次建立了天地远程医疗支持系统,通过天地协同的会诊来解决航天员的在轨“看病”问题。
二是进行失重生理效应防护。比如航天员可以使用套袋来解决飞行初期这种头晕和鼻塞等不适应的反应。通过使用拉力器自行车的锻炼,工作时穿着企鹅服,对心肺功能的下降,对肌肉萎缩和骨丢失进行综合的防护。
三是丰富的营养健康食品。包括主食、副食、即食、饮品,还有调味品和保健性食品,一共有一百多种食品,食谱周期达到五天,膳食结构也更加科学。
四是进行有效的心理支持。在有专业心理医生的支持,亲情的交流和航天员团队的支持基础上,研制了基于虚拟现实技术的心理舒缓系统,航天员可以通过天地信息交流系统与地面进行双向的沟通,可以传递邮件,可以与亲朋好友进行视频和音频的交流,以此来缓解航天员的压力,保证航天员的心理健康。


除了航天员的身心健康方面将得到新的有力保障外,进入天宫二号以后将开展多项太空试验
比如,在飞行中,航天员将在轨接受医学超声检查,地面可以实时监测到航天员的心肺功能,这在我国载人航天飞行中也是第一次

他们在轨还将参与多项科学试验,比如更换空间材料和植被的样品,还要进行太空的植物栽培等。进行典型的维修操作,验证人机协同的操作技术。


目前,我国载人航天各项工作正按计划开展,让我们拭目以待。


内容出品:科普中国
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热心回应  16级独孤 | 2019-7-31 00:54:53 发帖IP地址来自
谢谢邀请啊
@中国科普博览 给了很多高大上的内容,我自然不敢献丑啊,就不聊技术谈一下个人感受,说实话,最大的感觉就是一个词
新常态
慢慢展开,中国航天起步晚比较落后,这点无可置疑,现在的天宫二号基本也处于美国70年代做过的天空实验室阶段(不是水平是发展阶段)--为后来中国的正式空间站打基础。中国第一个空间站可能达不到现在国际空间站的高度(毕竟是个超大系统工程),但也注定是国际空间站10年内退役后人类的大型专业空间站(有可能是唯一)。以前美国为了防止太空技术泄露,不带中国玩,拉了包括欧洲俄罗斯日本在内的30多个国家搞空间站,连哈萨克斯坦和马来西亚都上去过宇航员,额滴神啊。还好兔子比较争气,四大发明的火药玩着玩着就变成窜天的火箭了。
现在神舟十一号也发射了,但你要说有啥重要的技术改进,我觉得还真没啥大的可圈可点的,本来就是备份用的飞船,根据任务进展,开辟了新的使用方式,承载了一些新的功能,测试了新的技术。单说载人航天的921工程,比起当初首次无人飞船发射(1999年神舟一号)、首次载人航天发射和首位中国航天员(2003年神舟五号)、首次出舱行走(2008年神舟七号)、首次空间实验室发射(2011年天宫一号)、首次空间交会对接和首位女性航天员(2012年神舟九号),包括今年刚发的天宫二号,神舟十一号都不算啥突破性的东西,就是执行普通任务,把人送上天宫二号而已。
神舟十一普通,但天宫二号就牛逼起飞了啊,这两位航天员要在空间站里飞上一个多月,虽然中国目前的航天水平不足以支持更多的人更长的时间,但这对中国积累很多经验和数据,尤其是航天员长期在轨身体状况的医学数据,那是极其宝贵的。毕竟,这玩意儿并没有别人教你,你脑子里又想着星辰大海不要不要的,只能自己来。所以我觉得,神舟十一最牛的是把人给安全送上去了,下面就看新技术支撑下能否和天宫二号正常对接啊,送进去再到时候把人安全接回来,就很成功了。
一个飞船任务,实现既有的目标,就是最大的成功。
为啥我说新常态,是因为大家已经觉得见怪不怪了啊,就跟现在国际空间站隔三差五有个发射任务,美国隔三差五发个卫星,已经没人关注新闻了。
中国航天,也是如此,但我觉得这正是厚积薄发之后形成的新常态。
国家层面:
神舟五号:航天员出征仪式在航天员公寓举行,中共中央总书记、国家主席胡锦涛发表讲话
神舟十一号:正在进行国事访问的中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平同志专门发来贺电
媒体层面:
神舟五号:CCTV现场直播,24小时轮流播不带停
神舟十一号:据最新消息,前方传来了XXX,我们现在切入直播画面,blablablablalalala。好下面是美联储近期。。
国人层面:
神舟五号:现在不知道杨利伟的中国人,恐怕比不知道刘邦项羽的人都要奇怪吧?
神舟十一号:景海鹏都上去三次了,现在开个微博,粉丝都比不过小四的脑残粉多吧?
国际层面:
神舟五号:中国威胁世界、中国崛起、中国掀起新一轮太空竞赛、中国掌握太空黑科技,云云
神舟十一号:目前只看到BBC中文网有消息,其他的都是space快讯这种
航天人层面:
神舟五号:大家打电话互相庆祝,开庆功会庆祝,白发领导讲话,眼含泪水庆祝
神舟十一号:微信群室主任发言:你们这群货,不给我好好准备好下一个大干100天,天舟一号出一点问题老子灭了你们。然后发下一个11元11个的红包,一群航天汪顿时哄抢,跪谢老板动图立即刷屏。
这就是新常态啊,中国航天从无到有,直到现在还在补课,但做出的每一步都是新的,也都是基于上一步老老实实打下来的基础,一丁一点既是积累也是进步。每一步都是承前启后,神舟十一号也自然如此,无可厚非。
其实这种所有人都在认为越来越普通,大家关注程度越来越回归正常的情况,也挺好的。说明祖国这么大群航天汪,老老实实干活,一步一步进步。
今年中国的太空技术及应用达到了井喷的一年,光看发射的,
北斗、高分卫星系列都是中国绝活
墨子悟空脉冲星导航都是世界顶级且唯一
长征五号、长征七号都是中国新型火箭
天宫二号、神舟十一搭建空间实验室
到了2017年貌似更加恐怖。。。
然而,挺好的,大家一片习以为常的境界,热度讨论个几天就没人关心了
过个二十年,社区如果还在,估计有如下几个问题就会有人用中国航天来举例骗赞
请问闷声发大财是种什么样的体验?
人类历史上有什么厚积薄发的经典案例?
你见过的不可思议逆袭有哪些?


突然想起来曾经在航天员中心和景海鹏合影要过签名,我擦,抓紧回去翻一翻
航天飞机:太空探索史上的明珠
4#
热心回应  16级独孤 | 2019-7-31 00:54:54 发帖IP地址来自
美国航天局高官群中的清醒者,向白宫和五角大楼发出震聋发聩的警告是:
“真正可怕的,不是中国不断突破的航天科技,而是中国有一支门类齐备、专业学科完整、结构合理的年青的航天队伍!”
这支航天队伍有多“可怕”?请看下例统计数据:
第一,中国6.7万名航天工程师、科学家,平均年龄36周岁。33周岁以下的航天工程师占到全部人员的66%;
第二,探月、北斗组网、高分专项、载人空间站等四大航天工程中,200余个分项目、分课目、分系统近千名总设计师、总建造师、总工艺师、总工程师,70后占比44%,80后占比31%,最年轻的分系统总设计师,今年才满30周岁!
正是这支“可怕的队伍”,架起了中国航天的世纪大梁!正是这支“可怕的队伍”,奠定了中国航天事业后继有人、代代接力的无限希望!(摘)
。。。。。。。。。。。。。。。。。。
姑且就当这个分割线吧 ,手机不好打符号。再贴两张图,已经都看见过




本文出自于看看新闻knews2016.10.17




至于工资待遇等问题,因人因地而异,总体来说,中等吧,比起互联网金融等能拿到的高薪不算特别高,福利补贴待遇还不错,有的还能分房,看过那个《大国工匠》纪录片的,里面好像提到了工资待遇,确实不怎么高,得到和付出不成正比,个人觉得,国家应该还要大力的财政支持,这方面还是一直有所欠缺的,单凭一腔热血不图回报有多少人能做到了,这是现实,不是以前国家一穷二白,人民思想单纯朴实的时候,他们做出的贡献不一般,就应该给以足够的待遇,这样才能留住人才。何谓实业,这就是踏踏实实看得见摸得着的东西,能影响一个国家命运的事物,比起炒房,算了,不说了。。。
5#
热心回应  16级独孤 | 2019-7-31 00:54:55 发帖IP地址来自
泻药。
1、关于技术的内容,前面已有答友进行了详尽回答,这里不再赘述。
2、此次神舟十一号的发射,是中国太空计划的重要一步,中国将借此再次验证载人航天技术与轨道对接技术的稳定性与成熟度,为未来空间站的建立进行技术储备与经验积累。
3、事实上,中国已经解决了载人航天与轨道对接的技术问题,接下来最关键的一步,就是长征五号重载火箭的发射,这将直接决定中国空间站计划的成败。长期以来,受制于火箭发动机推力不足,中国的空间站计划举步维艰,一旦长征五号成功发射,这一最大的短板将得以改观。(讲个题外话:在中国自己的重载火箭发动机研制成功,长征五号将于今年底发射之际,俄罗斯终于表态愿意卖给中国自己的重载火箭发动机了。而在此之前,这款发动机敞开了向美国人供货,却一直拒绝向中国出口。仅这件事,就可以窥见中俄关系的实质。)
4、当年苏联为了与美国人进行竞争,在太空计划上耗费了大量资金,极大的拖累了苏联经济。与苏联不同,中国的太空计划从不冒进,有时甚至因为过于保守而显得步伐缓慢,被西方评价为“蜗牛”,这也导致美国人长期以来对于中国太空实力非常轻视,但这只蜗牛从未停止前进,一觉醒来,它又向前爬了几尺,如今再回过头来一看,已经紧追在自己身后了。
5、这正是中国的可怕之处。根据自己的国力,理性制定并推进自己的太空计划,步步为营,不与人争。你封锁也封锁不了,搞也搞不死,关键人家还不理你,到现在,已经基本跟过了河的卒子一样,每一步都让美帝坐卧不安心惊肉跳,几乎成了心病。
5、对中国航空人而言,无疑“就喜欢你这种看不惯我,又干不掉我的样子”,只要中国保持国运昌顺,其探索太空的能力,终将会站在世界之巅。
6#
热心回应  16级独孤 | 2019-7-31 00:54:56 发帖IP地址来自
谢邀。可惜神舟十一的具体技术细节讲不来,没有内部消息来源。
今天,中国的天空实验室和神舟11在载人航天的美、俄、中精英俱乐部里,是一个让米国人酸溜溜的存在。今天yahoo  新闻里引用美国海战学院的Joan Johnson-Freese教授的一段话很说明问题:

中国的政治家们当然想和美国在航天领域开展合作,让世界看到中国已被接纳为国际航天大家庭中的一员。

不过中国自己的空间站即将建成,除美国之外的国家排着队想和中国携手。 于是和美国合作的需求就不那么迫切了。

中国载人航天和北斗一样,你们不带我玩,不让我上国际空间站是吧,我就自己玩!!
玩得溜了,边上人眼红了,忍不住说:

老司机带带我!

这样的祖国我喜欢。预祝神11任务圆满成功。
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飞船发射已经成功,加点权威的干货。
以下是从微信科研圈公众号,宋杰博士的文章中摘录部分新技术方面的描述。
宋杰:清华大学航空航天学院博士,环球科学特邀科学撰稿人
神舟11号在三个方向进行了技术改进
1、为满足本次飞行任务,调整了轨道控制策略和飞行程序,轨道高度从341KM升到393KM,优化调整了货物装载布局;
2、新配备了宽波束中继通信终端设备,显著扩大测控覆盖范围;
3、神11号的飞船交会测量设备进行了升级换代。
现场发射集锦传送门:神舟十一号发射回放-20161017朝闻天下
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