天宫二号寿命2年，国际空间站寿命30年，原来是国产材料不行

　　天宫二号意味着中国已经能够发射短期有人照料的空间实验室。而到中国新的载人飞船、货运飞船实现和天宫二号的对接后，就意味着中国建成完整配套的空间工程系统，中国载人航天三步走的战略已经完成第二步。
　　据媒体报道，“天宫二号”和天宫一号外形完全相同，但任务却有了很大的变化，因为天宫二号是我国第一个具备太空补加功能的载人航天实验室，要第一次实现航天员30天驻留、第一次试验推进剂太空补加技术，以及开展大规模的科学实验。
　　很多媒体都着重报道了天宫二号将要进行的14项空间科学实验，例如空间冷原子钟实验、空地量子密钥分配试验等。但实际上，这只是显示了天宫二号在设备载荷上的变化。更重要的是前两项，首先说推进剂太空补加等于说延长天宫二号的在轨寿命，是试验未来空间站长期运营的关键技术，更重要的是航天员30天驻留，这就为将来中国太空站长期有人值守摸索经验。
　　对于中国目前航天员选拔程序和标准来看，航天员个体适应太空长期生活的能力基本上没有问题。前一阵子首次完成国际洞穴训练中国新一代航天员叶光富，就显示了中国航天员的素质。但航天员在太空长期值守，除了身体、心理素质之外，更需要技术上的支援，例如体能训练设备、空气、水循环设备以及各种太空食物，但更关键的，是房子本身是否坚固。也就是说，如果空间站材料不坚固，无法保护航天员，那么再优秀的航天员也无法在太空生活。
　　太空并不是空无一物，在近地轨道，充斥着大量太空垃圾碎片，因此无论是天宫二号还是国际空间站，如果不能随时抗住这些高速飞行碎片的冲击，保护航天员和舱内载荷，就无法完成太空任务。中国官方媒体报道天宫二号在轨寿命两年，而国际空间站舱段的寿命是15-30年。这个差异，直接显示中国与西方在航天材料上的差距，而这是中国未来建设空间站技术攻关的重点。空间站能否成功，要看“房子材料”怎么样。
　　国际空间站
　　现代空间站的密封舱都是采用网格式整体壁板结构，而且为了防护空间碎片和微流星的冲击，还使用了加厚的蒙皮。以国际空间站为例，美国、日本、欧洲舱段壁板结构蒙皮厚度均从３.２ｍｍ 增加为４.８ｍｍ。从设计的角度看，把密封舱的厚度增加看似很简单，但实际上考验的是材料技术。因为太空发射对重量很敏感，密封舱一方面要增加防护性，还要重量轻，而且还要有较高的比强度和比刚度；良好的塑性和断裂韧性；优良的机加、成形以及焊接性能；较高的防腐、防锈性能。
　　有资料显示，天宫二号为了设计制造上的考虑，使用了是较为老式的５Ａ０６铝合金，这种合金成型性能优异，但是强度较低。在国际空间站上，只有俄罗斯舱段使用的是这种合金，而西方国际密封舱段使用的是强化的2219铝铜合金。现在俄罗斯对其舱段采用定期舱外维修提高防护的手段。同时，俄罗斯还研发了更先进的1970铝锌镁钪合金，准备用在他们未来自用的空间站上。美国也在开发更先进的2195铝锂合金。
　　专家普遍认为，国内密封舱结构采用的 5A06 材料屈服强度较低，已很难满足未来新型密封舱结构的设计需要。铝钪合金 1970和铝锂合金 2195 屈服强度较高，是未来太空站新型密封舱结构的优选材料。目前从公开材料上看，中国只有有西南铝业公司具备 2195 铝锂合金的生产能力，但没有任何工程型号的实际应用。但中国未来太空站的建设，必然要采用上述新材料。

2195铝锂合金 （上图），是未来太空站新型密封舱结构的优选材料

　　此外，除了材料本身，中国也需要加强对新材料壁板的加工成型和焊接技术，必须尽快开展先进成形工艺方法研究，对空间站大型壁板结构时效蠕变成形的数学建模、回弹计算、模拟仿真、热压罐设备、模具设计和工艺参数优化等相关理论和技术进行研究。
　　（本文来源：诤闻军事）

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