中国の宇宙ステーションの宇宙パズル、天河、文天、孟天の3つのキャビンの比較

黄金の10月の最終日は、決定的な日となる運命にあった。孟天実験モジュールは予定通り宇宙に打ち上げられ、中国の宇宙ステーションの基本建設段階の最後のメインモジュールの導入が決定し、象徴的なT字型配置の中国宇宙ステーションCSSが初めて宇宙に姿を現した。

●発売概要

●立ち上げプロセス

今回、中国最南端の宇宙発射場である海南省文昌宇宙発射センターの1番位置LC101から、シリアルナンバー「姚4」の長征5号Bロケットが打ち上げられた。 LC101は長征5号/Bロケットの打ち上げ専用です。 LC201は長征7号/長征8号ロケット専用です。 2022年10月31日北京時間15時37分、中国で運用されている最強のロケット「長征5号B」が雄大に打ち上げられ、大地を揺るがした。 17秒後、ロケット本体は南東に向きを変え始めました。離陸から約177秒後、4つのブースターがメインロケットから分離しました。離陸後約223秒で、20.5×5.2メートルの大型フェアリングが分離しました。離陸から8分後、メインロケットの2つのエンジンが停止し、その5秒後にメインロケットは孟天から分離しました。一連の操作を経て、徐々に低軌道に入り、高度390キロメートル、赤道傾斜角41度の天河コアモジュールにドッキング目標を定めた。打ち上げから約13時間後、孟天実験モジュールは軌道上でのランデブーとドッキング中に天河コアモジュールの前部ポートにドッキングしました。その時、宇宙ステーションで神舟14号の飛行ミッションを遂行している3人の宇宙飛行士（陳東、劉楊、蔡旭哲）がドッキングプロセス全体に参加し、目撃する予定です。これは、中国の宇宙ステーションが宇宙飛行士を乗せたメインモジュールを打ち上げ、ドッキングさせた2度目の事例であり、文天衛星の打ち上げとドッキングに続くものである。孟天実験モジュールは中国の宇宙ステーションの基本構成の最終段階となる。軌道上にある3つの主要モジュール、すなわち天和コアモジュール＋文天実験モジュール＋孟天実験モジュールは画期的なT字型の組み合わせを形成しており、これは中国の宇宙ステーションが基本的に形を整えたことを意味している。宇宙に現れたばかりの中国の宇宙ステーションは総質量が91トンあり、現在中国で軌道上にある宇宙船複合施設としては最大となる。

●孟天実験モジュール

これは中国の宇宙ステーションの2番目の実験モジュールであり、中国の宇宙ステーションの3番目に大きいモジュールです。実験モジュールは直径4.2メートル、長さ17.9メートルで、ウェンティアンモジュールと同じ大きさで、バスに匹敵する。打ち上げ質量は約23トン、加圧空間も110立方メートル。しかし、宇宙飛行士の活動スペースは32立方メートルに縮小され、天河モジュールや文天モジュールの50立方メートルよりも小さくなり、主に保管エリアとして使用される。孟天号は、作業室、ペイロード室、貨物エアロック室、資源室の 4 つの客室で構成されています。これらはウェンティアンとともに、中国の宇宙ステーションの2つの対称的なモジュールを形成します。文天と同様に、孟天も翼幅約56メートル、両翼面積276平方メートルの大型フレキシブル太陽光発電アレイを搭載している。 1日平均430度以上の電力を生成でき、これは将来の一連の科学研究や実験のニーズを満たすのに十分です。孟天には、ペイロードのキャビンへの自動出入りや、小型航空機の放出機能も備わっている。また、宇宙空間に露出する必要がある一部のペイロードの特別なニーズを満たすために、船外展開テストプラットフォームも装備されています。さらに注目すべきは、孟天実験モジュールには、水素時計、ルビジウム時計、光時計で構成される世界初の宇宙冷原子時計セットが搭載されていることです。目標は10ピコケルビンの超低温に到達することであり、これはNASAが国際宇宙ステーションで行った同様の実験を上回り、人類がこれまでに作り出した最低気温の記録を破ると予想されている。これにより、宇宙で最高の周波数安定性と精度を備えた時間・周波数システムが構築され、重力赤方偏移や微細構造定数の測定など最先端の科学研究に貢献します。

● 孟天、文天、天河の3つのキャビンの類似点と相違点

孟天、文天、天河の3つのキャビンをどのように区別しますか?類似点と相違点は何ですか?仕事をどのように分担しますか?詳細は下記比較表をご覧ください▼

Mengtian と Wentian はどちらも実験的なキャビンですが、それぞれに利点があります。孟天は物理学実験と材料科学実験に重点を置いているため、物理学の実験室とみなすこともできます。そのため、流体物理学、基礎物理学、材料科学、燃焼科学、航空宇宙技術実験などの科学実験キャビネット13台と船外負荷インターフェース37台を備えています。ウェンティアンは生命科学の実験に重点を置いており、生命科学の実験室とみなすことができます。そのため、生命生態学、バイオテクノロジー、可変重力科学などの実験室が備えられており、宇宙環境下における各種植物、動物、微生物等の成長、発達、遺伝、老化等の反応メカニズムの研究や、閉鎖生態系に関する実験研究を支援することができます。天河コアモジュールと2つの実験モジュールの最大の違いは、天河コアモジュールが中国の宇宙ステーションの管理・制御センターであり、宇宙ステーションに電力、推進力、生命維持システムを提供していることです。実験モジュール、有人宇宙船、貨物宇宙船のドッキングおよび停泊も行います。もちろん、文天実験モジュールと天河コアモジュールは相互にバックアップしており、それぞれの主要プラットフォーム機能は一貫しており、宇宙ステーション複合体の作業要件を完全にカバーできます。つまり、Tianhe が休暇中の場合は、Wentian がその仕事を引き継ぐことができます。プラットフォーム機能とテストペイロード機能を統合したオールラウンダーです。

●その後の作業

第1実験モジュール「文天」と第2実験モジュール「夢天」が天河コアモジュールと順次ドッキングし、T字型の複合体を形成したことで、中国の宇宙ステーションが基本的に形を整えたことになる。今年建造される中国宇宙ステーション（CSS）は基本モデル（質量91トン、国際宇宙ステーションの1/5に相当、100トン近く）である。孟天の後の大きなショーはスカイサーベイ宇宙望遠鏡です。現時点では2023年12月に打ち上げられる予定。中国の宇宙ステーションと同じ軌道上で独立して運用され、メンテナンスが必要なときにドッキングする。 2024年頃に科学観測が開始される予定。
中国宇宙望遠鏡は、中国宇宙望遠鏡や中国宇宙光学キャビンとも呼ばれ、中国の宇宙ステーションの構成要素の1つであり、地球外空間に設置された中国初の大型天体望遠鏡でもあると言えます。望遠鏡の直径は2メートル、質量は15.5トンです。ミッション期間は10年以上で、中国の宇宙ステーションと同じ軌道を長期間飛行することになる。サーベイモジュールは、観測時間が最も長い宇宙望遠鏡です。 1.1×1.2平方度に達する非常に広い視野を持つカメラです。ハッブル望遠鏡に匹敵する画像品質を維持しながら、調査望遠鏡の視野はハッブル望遠鏡の 300 倍になる可能性があります。調査サイクル全体を通じて、調査モジュールは全天域の40％を占める17,500平方度の領域をカバーし、約20億個の銀河に関する高品質のデータを蓄積すると予想されています。これは中国の天文学界がこれまでに展開した中で最も先進的かつ高価な研究施設となり、人類に宇宙に関する新たな理解をもたらすことが期待されている。

●将来の中国の宇宙ステーション

今年建造された中国の宇宙ステーションは、基本的なタイプであるT字型です。将来的には、中国の宇宙ステーションの規模は「干」の形に拡大され、もう1つのコアモジュール、2つの実験モジュール、有人宇宙船が常駐し、宇宙飛行士の有人輸送や緊急帰還ミッションに使用される予定だ。最大規模は180トンに達する。このような規模に達すれば、月面着陸、月面基地の建設、火星着陸、さらに遠い木星への飛行も遠い未来の話ではなくなり、いくつかの計画は並行して実行されている。同時に、米国主導の国際宇宙ステーション（ISS）は、その運用期間を2024年から2030年まで延長した。計画されている世界初の商用宇宙ステーション（アクシオム宇宙ステーション）の建設が成功すれば、2024年に運用が開始され、2030年から国際宇宙ステーションに取って代わることになる。また、ロシアは2024年に独立し、国際宇宙ステーションから分離し、ロシア軌道宇宙ステーション（ROSS）を独自に運用する予定だ。これは、将来、私たちの頭上の低軌道上で、国際宇宙ステーション ISS、中国の宇宙ステーション CSS、アクシオム ステーション、ロシアの宇宙ステーション ROSS の 4 つの宇宙ステーションが並行して運用されることを意味します。