Estación espacial tiangong

Tiangong (chino: 天宫; pinyin: Tiāngōng; lit. 'Sky Palace'), oficialmente el espacio Tiangong estación (chino: 天宫空间站; pinyin: Tiāngōng kōngjiānzhàn ), es una estación espacial con tripulación permanente construida por China y operada por la Agencia Espacial Tripulada de China. Tiangong es un diseño modular, con módulos acoplados entre sí mientras se encuentran en una órbita terrestre baja, entre 340 y 450 km (210 y 280 millas) sobre la superficie. Es la primera estación espacial de largo plazo de China, parte del programa Tiangong y el núcleo del "Tercer Paso" del Programa Espacial Tripulado de China; tiene un volumen presurizado de 340 m³ (12.000 pies cúbicos), poco más de un tercio del tamaño de la Estación Espacial Internacional. La estación espacial tiene como objetivo brindar oportunidades para experimentos espaciales y una plataforma para desarrollar capacidad para la innovación científica y tecnológica.

La construcción de la estación se basa en la experiencia adquirida con sus precursores, Tiangong-1 y Tiangong-2. El primer módulo, el módulo central Tianhe ("Armonía de los cielos"), se lanzó el 29 de abril de 2021. A esto le siguieron múltiples misiones tripuladas y no tripuladas y la adición de dos Módulos de cabina de laboratorio. El primero, Wentian ("Búsqueda de los cielos"), lanzado el 24 de julio de 2022; el segundo, Mengtian ("Soñando con los cielos"), lanzado el 31 de octubre de 2022.

Nomenclatura

Los nombres utilizados en el programa espacial, anteriormente todos elegidos de la historia revolucionaria de la República Popular, han sido reemplazados por nombres místico-religiosos. Así, la cápsula espacial Divine Vessel (神舟; Shénzhōu), avión espacial Dragón Divino (神龙; Shénlóng), tierra -basado en láser de alta potencia Luz Divina (神光; Shénguāng), y la supercomputadora Divine Might (神威; Shénwēi).

Estos nombres poéticos continúan mientras la primera, segunda, tercera, cuarta, quinta y futuras sondas del Programa de Exploración Lunar chino se llaman Chang'e, en honor a la diosa Luna. El nombre "Tiangong" significa "palacio celestial". En toda China, se informó que el lanzamiento de Tiangong-1 inspiró una variedad de sentimientos, incluida la poesía amorosa. El encuentro de los vehículos espaciales ha sido comparado con el reencuentro del pastor de vacas y la tejedora.

Wang Wenbao, director de la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA), dijo en una conferencia de prensa en 2011:

"Considerando los logros pasados y el futuro brillante, creemos que el programa espacial tripulado debe tener un símbolo más vivo, y que la futura estación espacial debe llevar un nombre rotundo y alentador. Ahora consideramos que el público debe participar en los nombres y símbolos, ya que este importante proyecto mejorará el prestigio nacional y fortalecerá el sentido nacional de cohesión y orgullo".

El 31 de octubre de 2013, CMSA anunció los nuevos nombres para todo el programa de la estación espacial:

• Los laboratorios espaciales precursores se denominarían Tiangong (RESUMEN; Tiān Gōng; 'Sky Palace'), código TG. Tiangong-1 y Tiangong-2 fueron lanzados respectivamente en 2011 y 2016.
• La gran estación espacial modular se llamaría Tiangong también, sin número.
• La nave espacial de transporte de carga se llamaría Tianzhou ()天; Tiān Zhōu; 'Heavenly Ship'), código TZ. La primera misión de Tianzhou lanzó y deorbitó con éxito en 2017. La primera misión a la estación espacial, Tianzhou 2, voló el 29 de mayo de 2021. Posteriormente, Tianzhou 3, Tianzhou 4 y Tianzhou 5 fueron lanzados respectivamente el 20 de septiembre de 2021, el 9 de mayo de 2022 y el 12 de noviembre de 2022.
• El módulo básico de la estación espacial modular se llamaría Tianhe ()RESUMEN; Tiān Hé; 'Harmony of the Heavens'), código TH. Tianhe fue lanzado con éxito el 29 de abril de 2021.
• El módulo experimental de la estación espacial modular Me llamarían Wentian ()Firmado; Wèn Tiān; 'Pregunta para los Cielos'), código WT. Wentian fue lanzado con éxito el 24 de julio de 2022.
• El módulo experimental de la estación espacial modular II se llamaría Mengtian ()梦; Mèng Tiān; 'Dreaming of the Heavens'), código MT. Mengtian fue lanzado con éxito el 31 de octubre de 2022.
• El módulo separado del telescopio espacial se llamaría Xuntian ()巡; Xún Tiān; 'Touring the Heavens'), código XT (telescopio), recibiendo el nombre previamente indicado para el Módulo Experimento II. Lanzamiento está previsto para 2025.

Propósito y misión

Según CMSA, que opera la estación espacial, el propósito y la misión de Tiangong es desarrollar y adquirir experiencia en tecnología de encuentro de naves espaciales, operaciones humanas permanentes en órbita, vuelos espaciales autónomos a largo plazo de la estación espacial, tecnología de soporte vital regenerativo. y tecnología autónoma de suministro de carga y combustible. También servirá de plataforma para vehículos de transporte orbital de próxima generación, aplicaciones científicas y prácticas a gran escala en órbita y tecnología para la futura exploración del espacio profundo.

CMSA también fomenta las actividades comerciales lideradas por el sector privado y espera que su participación pueda generar innovaciones aeroespaciales rentables. También se considera el turismo espacial en la estación espacial.

Investigación científica

La estación espacial tendrá 23 bastidores experimentales en un ambiente cerrado y presurizado. También habrá plataformas para experimentos expuestos; 22 y 30 en los módulos de laboratorio Wentian y Mengtian, respectivamente. La CMSA ha aprobado provisionalmente más de 1.000 experimentos y está previsto que se realicen en la estación espacial.

Se exploró la agricultura en microgravedad con el cultivo de arroz y Arabidopsis thaliana como fuentes de alimento sostenibles para vuelos espaciales de larga duración.

Los bastidores de equipos experimentales programados para los tres módulos a junio de 2016 fueron:

• Ciencias de la vida espacial y biotecnología
  • Ecology Science Experiment Rack (ESER)
  • Biotechnology Experiment Rack (BER)
  • Glove-box de ciencia y nevera cubierta (SGRR)
• Física del fluido de microgravedad y combustión
  • Fluids Physics Experiment Rack (FPER)
  • Rack Experimento de dos fases (TSER)
  • Combustion Experiment Rack (CER)
• Ciencias materiales en el espacio
  • Material Molinete Experimento Rack (MFER)
  • Comprobación de material sin contenedores (CMER)
• Física fundamental en la microgravedad
  • Rack de experimento de átomo frío (CAER)
  • Alta precisión Time-Frequency Rack (HTFR)
• Instalaciones multifuncionales
  • Cubierta de nivel de microgravedad alta (HMGR)
  • Varying-Gravity Experiment Rack (VGER)
  • Rack experimental modularizado (RACK)

Educación y extensión cultural

La estación espacial presenta conferencias espaciales y experimentos de divulgación científica para educar, motivar e inspirar a la generación china más joven y al público mundial en ciencia y tecnología. Cada conferencia concluye con una sesión de preguntas y respuestas de escolares de aulas de toda China. La primera y segunda lección espacial de Tiangong se llevaron a cabo en diciembre de 2021 y marzo de 2022, como parte de la misión Shenzhou 13. Esta tradición continuó con los Shenzhou 14.

El CSSARC es la carga útil de radioaficionados para la Estación Espacial China, propuesta por el Club de Radioaficionados de China (CRAC), el Instituto de Investigación de Ingeniería de Sistemas Aeroespaciales de Shanghai (ASES) y el Instituto de Tecnología de Harbin (HIT). La carga útil proporcionará recursos para que los radioaficionados de todo el mundo se pongan en contacto con los astronautas a bordo o se comuniquen entre sí, tendrá como objetivo inspirar a los estudiantes a interesarse y carreras en ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, y alentará a más personas a interesarse en la radioafición.

La primera fase de la carga útil es capaz de proporcionar las siguientes funciones utilizando la banda de radioaficionado VHF/UHF:

• V/V o voz U/U
• V/U o repetidor U/V FM
• V/V o U/U 1k2 AFSK digipeater
• V/V o U SSTV o imagen digital

Estructura

La estación espacial es una estación espacial modular de tercera generación. Las estaciones espaciales de primera generación, como las primeras Salyut, Almaz y Skylab, eran estaciones de una sola pieza y no estaban diseñadas para reabastecimiento. Las estaciones Salyut 6 y 7 de segunda generación, y Tiangong 1 y 2, están diseñadas para el reabastecimiento a mitad de la misión. Las estaciones de tercera generación, como Mir y la Estación Espacial Internacional, son estaciones espaciales modulares, ensambladas en órbita a partir de piezas lanzadas por separado. El diseño modular puede mejorar enormemente la confiabilidad, reducir costos, acortar los ciclos de desarrollo y cumplir con requisitos de tareas diversificadas.

Módulos

La configuración objetivo inicial para finales de 2022 constaba de tres módulos. Los planes anteriores sugerían expandirse a seis módulos duplicando los tres iniciales, pero a partir de 2023, la planificación pasó a agregar un único módulo multifuncional con seis puertos de acoplamiento. En octubre de 2023, China anunció planes revisados para ampliar la estación a seis módulos a partir de 2027.

El módulo de cabina central (CCM) de Tianhe proporciona soporte vital y alojamiento para tres miembros de la tripulación y proporciona guía, navegación y control de orientación para la estación. El módulo también proporciona los sistemas de energía, propulsión y soporte vital de la estación. El módulo consta de tres secciones: vivienda, sección de servicio y centro de atraque. Las viviendas contendrán una cocina y un baño, equipos de control de incendios, equipos de control y procesamiento atmosférico, computadoras, aparatos científicos, equipos de comunicaciones para enviar y recibir comunicaciones a través del control terrestre en Beijing y otros equipos.

En 2018, se presentó públicamente una maqueta a gran escala de CCM en China International Aviation & Exposición aeroespacial en Zhuhai. El video de CMSA reveló que se han construido dos de estos módulos principales. Las impresiones del artista también han representado los dos módulos principales acoplados entre sí para ampliar la estación general.

El primero de dos módulos de cabina de laboratorio (LCM), Wentian, proporciona sistemas adicionales de aviónica, propulsión y soporte vital como funciones de respaldo para el CCM. El Wentian también está equipado con una cabina de esclusa de aire independiente que sirve como principal punto de entrada y salida para actividades extravehiculares (EVA), reemplazando el centro de atraque del Tianhe. Para la carga útil científica, el LCM está equipado con múltiples bastidores científicos internos y 22 adaptadores de carga útil en el exterior para varios tipos de experimentos. Además del equipamiento científico, el módulo cuenta con tres viviendas adicionales diseñadas para estancias de corta duración, que se utilizarán durante la rotación de la tripulación. El Wentian se lanzó y se acopló al Tianhe el 24 de julio de 2022.

El segundo LCM, Mengtian, se lanzó el 31 de octubre de 2022. El módulo Mengtian está equipado con una capacidad experimental en órbita ampliada. El módulo está dividido en varias secciones, incluido el compartimiento de trabajo presurizado de la tripulación, la sección de carga sin presión, el mecanismo de liberación en órbita/esclusa de aire de carga, así como la sección del módulo de control que incluye adaptadores de experimentos externos, una antena de comunicación y dos paneles solares. . En total, lleva 13 bastidores experimentales y 37 adaptadores de carga útil externos. La esclusa de carga está diseñada específicamente para transportar cargas útiles desde el interior de la estación hacia el exterior.

Ambos LCM proporcionan un entorno presurizado para que los investigadores realicen experimentos científicos en caída libre o microgravedad que no podrían realizarse en la Tierra durante más de unos pocos minutos. También se pueden colocar experimentos en el exterior de los módulos para exponerlos al entorno espacial, los rayos cósmicos, el vacío y los vientos solares. En general, Wentian prioriza las ciencias de la vida, mientras que Mengtian se centra en experimentos de microgravedad.

El puerto axial de los LCM está equipado con un equipo de encuentro para acoplarse al puerto axial del CCM. Un brazo mecánico llamado brazo robótico indexador, que externamente se parece al brazo Lyappa utilizado en la estación espacial Mir, mueve el LCM Wentian hacia el lado de estribor, y el módulo LCM Mengtian hacia un puerto de babor del CCM. Los brazos del robot Indexing se diferencian del brazo Lyappa porque se utilizan cuando es necesario acoplar en el mismo plano, mientras que el brazo Lyappa controla el paso de la nave espacial para volver a acoplarla en un plano diferente. El Chinarm en el módulo Tianhe se puede utilizar como respaldo para la reubicación del muelle.

Módulo	Tiempo de lanzamiento y Diseñador Internacional	Vehículos de lanzamiento	Fecha de cierre y posición	Duración	Diámetro	Masa	Imagen en órbita (Ilustración)	Imagen de fondo
Módulo de núcleo de Tianhe	29 de abril de 2021 03:23:15 UTC 2021-035A	Long March 5B (Y2)	(Módulo del contrato)	16,6 m (54 pies)	4.2 m (14 pies)	22.500 kg (49.600 lb)
	El Tianhe El módulo de núcleo consta de tres secciones: las salas de estar, la sección de servicio y un centro de acoplamiento.
Módulo Wentian	24 de julio 2022 06:22:32 UTC 2022-085A	Long March 5B (Y3)	24 de julio 2022 19:13 UTC (Front docking) 30 de septiembre de 2022 04:44 UTC (Front → lado Starboard del módulo de núcleo de Tianhe)	17,9 m (59 pies)	4.2 m (14 pies)	23.200 kg (51.100 lb)
	El primer módulo de laboratorio, que también sirve como plataforma de respaldo del módulo básico con la capacidad de control y gestión de estaciones espaciales. Tiene su propia esclusa EVA que sirve como salida principal de la estación para pasarelas y un brazo robótico de 5 metros de largo.
Módulo Mengtian	31 octubre 2022 07:37:23 UTC 2022-143A	Long March 5B (Y4)	31 octubre 2022 20:27 UTC (Front docking) 3 noviembre 2022 01:32 UTC (Front → Larboard side of the Tianhe core module)	17,9 m (59 pies)	4.2 m (14 pies)	~23.000 kg (51,000 lb)
	El segundo módulo de laboratorio. Tiene un sistema de transporte de carga y carga.

Sistemas

Comunicación

Las comunicaciones en tiempo real, incluidos enlaces de audio y vídeo en vivo, son proporcionadas por la serie de satélites de retransmisión de datos Tianlian II. Se lanzó una constelación de tres satélites a órbitas geoestacionarias, proporcionando soporte de comunicaciones y datos a la estación.

Atraque

Tiangong está equipado con el mecanismo de acoplamiento chino utilizado por la nave espacial Shenzhou y los prototipos anteriores de Tiangong. El mecanismo de acoplamiento chino se basa en el sistema ruso APAS-89/APAS-95. A pesar de que la NASA lo describe como un "clon" Según APAS, hubo afirmaciones contradictorias sobre la compatibilidad del sistema chino con los mecanismos de acoplamiento actuales y futuros de la ISS, que también se basan en APAS. Tiene un pasaje de transferencia circular que tiene un diámetro de 800 mm (31 pulgadas). La variante andrógina tiene una masa de 310 kg y la variante no andrógina tiene una masa de 200 kg.

El mecanismo de acoplamiento chino se utilizó por primera vez en las estaciones espaciales Shenzhou 8 y Tiangong 1 y se utilizará en futuras estaciones espaciales chinas y con futuros vehículos de reabastecimiento de carga CMSA.

Fuente de alimentación

La energía eléctrica es proporcionada por dos paneles de energía solar orientables en cada módulo, que utilizan células fotovoltaicas de arseniuro de galio para convertir la luz solar en electricidad. La energía se almacena para alimentar la estación cuando pasa a la sombra de la Tierra. Las naves espaciales de reabastecimiento repondrán combustible para los motores de propulsión de la estación para su mantenimiento y contrarrestar los efectos de la resistencia atmosférica. Los paneles solares están diseñados para durar hasta 15 años.

Propulsión

La estación espacial Tiangong está equipada con propulsión química convencional y propulsores de iones para ajustar y mantener la órbita de la estación. Cuatro propulsores de efecto Hall están montados en el casco del módulo central de Tianhe. El desarrollo de los propulsores de efecto Hall se considera un tema delicado en China, y los científicos "trabajan para mejorar la tecnología sin llamar la atención". Los propulsores de efecto Hall se crean teniendo en cuenta la seguridad de las misiones tripuladas y esforzándose por evitar la erosión y los daños causados por las partículas de iones aceleradas.

Se creó un campo magnético y un escudo cerámico especialmente diseñado para repeler las partículas dañinas y mantener la integridad de los propulsores. Según un informe de la Academia de Ciencias de China, el propulsor iónico utilizado en el Tiangong funcionó continuamente durante 8.240 horas sin fallos durante la fase de prueba, lo que indica su idoneidad para la vida útil designada de 15 años del Tiangong. Estos son los primeros propulsores Hall del mundo que se utilizan en una misión con calificación humana.

Brazos robóticos

La estación Tiangong cuenta con cinco brazos robóticos. El más largo es el brazo robótico SSRMS de estilo canadiense de la ISS, de 10 metros de largo, apodado Chinarm, montado en el módulo central Tianhe.

El módulo Wentian cuenta con un brazo robótico SSRMS más pequeño, de 5 m (16 pies) de largo, que es 5 veces más preciso en el posicionamiento que el Chinarm. El brazo Wentian se utiliza principalmente para transferir experimentos extravehiculares y otro hardware fuera de la estación durante los EVA de los astronautas. Se instala un conector de doble brazo en el Chinarm, lo que le proporciona la capacidad de vincularse con el brazo robótico Wentian, ampliando su alcance y sus límites de carga de peso.

El módulo Mengtian lleva un mecanismo de liberación de carga útil, instalado para ayudar en la transferencia de carga. El brazo robótico puede recuperar experimentos de la esclusa de carga y luego instalarlos en los adaptadores externos instalados en el exterior del módulo. También se puede utilizar para lanzar microsatélites.

Dos brazos robóticos Indexing, desarrollados por la Academia de Tecnología de Vuelos Espaciales de Shanghai, están instalados en la parte superior de los puertos de acoplamiento para los dos módulos de laboratorio para ayudar a reubicarlos durante la construcción.

Módulos de coorbita

Spacecraft	Tiempo de lanzamiento y Diseñador Internacional	Vehículos de lanzamiento	Fecha operacional	Notas	Duración	Diámetro	Masa	Imagen en órbita (Ilustración)
Telescopio de la estación espacial Xuntian	2025 (Planificado)	Long March 5B (Y5) (Planeado)	2025 (Planificado)	Compartirá la misma órbita y muelle periódicamente con Tiangong	14 m (46 pies)	4.5 m (15 pies)	15.500 kg (34.200 lb)
	Planificación independiente El telescopio chino de estación espacial está actualmente en desarrollo. Presentará un espejo primario de 2 metros (6,6 pies; 79 pulgadas) de diámetro y se espera que tenga un campo de vista 300-350 veces mayor que el Telescopio Espacial Hubble. Esto permitirá que el telescopio imagen hasta el 40 por ciento del cielo usando su cámara de 2,5 gigapixel durante diez años. Coorbitará con la estación espacial en una fase orbital ligeramente diferente, que permitirá el acoplamiento periódico con la estación para su mantenimiento.

Construcción

Planificación

En 2011, se anunció que se planeaba ensamblar la futura estación espacial entre 2020 y 2022. En 2013, se planeó lanzar el módulo central de la estación espacial antes, en 2018, seguido del primer módulo de laboratorio en 2020 y un segundo en 2022. En 2018, se informó que se había reducido al período 2020-2023. En febrero de 2020, se planearon un total de 11 lanzamientos para toda la fase de construcción, que comienza en 2021. En 2021, se informó que la Administración Nacional del Espacio de China planeaba completar la construcción de la estación espacial en 2022.

Los módulos Tiangong son autónomos y están preensamblados, a diferencia del segmento orbital estadounidense de la ISS, que requirió caminatas espaciales para interconectar cables, tuberías y elementos estructurales manualmente. El método de montaje de la estación se puede comparar con la estación espacial ruso-soviética Mir y el segmento orbital ruso de la Estación Espacial Internacional, lo que convierte a China en la segunda nación en desarrollar y utilizar el encuentro y el acoplamiento automáticos para la construcción de estaciones espaciales modulares. Las tecnologías utilizadas en la construcción se derivan de décadas de experiencias de vuelos espaciales tripulados chinos, incluidas las obtenidas con los prototipos Tiangong-1 y Tiangong-2, así como de la compra de tecnología aeroespacial de Rusia a principios de la década de 1990. Un representante del programa espacial tripulado chino afirmó que alrededor del año 2000, China y Rusia estaban realizando intercambios tecnológicos relacionados con el desarrollo de un mecanismo de acoplamiento utilizado para estaciones espaciales. El diseñador jefe adjunto, Huang Weifen, afirmó que a finales de 2009, la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA) comenzó a entrenar a los astronautas sobre cómo atracar naves espaciales.

De acuerdo con el plan, a finales de 2022, la estación espacial Tiangong completamente ensamblada tenía tres módulos de 22 toneladas métricas en forma básica de T. Con el diseño modular, la estación espacial Tiangong se puede ampliar aún más a seis módulos, lo que permitirá una mayor participación de astronautas en el futuro.

Asamblea

La construcción de la Estación Espacial China comenzó oficialmente en abril de 2021. Las 11 misiones planificadas incluyen tres lanzamientos de módulos, cuatro misiones tripuladas y cuatro vuelos de carga autónomos. El 29 de abril de 2021, el primer componente de la estación, el módulo central Tianhe, fue lanzado a la órbita a bordo del cohete Gran Marcha 5B desde el sitio de lanzamiento de naves espaciales de Wenchang. El 29 de mayo de 2021, la nave espacial de carga autónoma Tianzhou 2 se lanzó al módulo central Tianhe en preparación para la tripulación Shenzhou 12, que será responsable de probar el Tianhe. varios sistemas y prepararse para operaciones futuras. El 17 de junio de 2021, el equipo Shenzhou 12 se acopló a la estación espacial, lo que los convirtió en los primeros visitantes de la estación Tiangong. La primera misión de la tripulación comenzó con el examen del módulo central y la verificación de tecnologías clave. El 4 de julio de 2021, Liu Boming y Tang Hongbo comenzaron su primera caminata espacial con trajes espaciales Feitian chinos mejorados, equipando las estaciones espaciales con equipos de actividad extravehicular (EVA), como restricciones para los pies y la plataforma de pie para Chinarm. El comandante de Shenzhou 12, Nie Haisheng, permaneció dentro de la estación y probó los movimientos del brazo robótico. Liu Boming y Nie Haisheng completaron la segunda caminata espacial el 20 de agosto de 2021 e instalaron varios dispositivos fuera de la estación, incluido un sistema de control térmico, una cámara panorámica y otros equipos. El 16 de septiembre de 2021, la tripulación del Shenzhou 12 entró en la nave espacial que regresaba y se desacopló de Tianhe. Antes de abandonar la órbita, la tripulación realizó varias maniobras de encuentro radial (R-Bar) para circunnavegar la estación espacial. Probaron el sistema de guía y registraron las condiciones de iluminación mientras se acercaban al Tianhe desde diferentes ángulos. La tripulación aterrizó en el desierto de Gobi en Mongolia Interior el mismo día. La nave espacial de carga Tianzhou 3, que llegó a la instalación de lanzamiento un mes antes, fue inmediatamente desplegada en la plataforma de lanzamiento para la siguiente misión de suministro.

El 20 de septiembre de 2021, el carguero autónomo Tianzhou 3 fue lanzado desde el Centro de lanzamiento de satélites de Wenchang en preparación para la llegada de la tripulación del Shenzhou 13. La Shenzhou 13 fue la primera misión de seis meses en la estación Tiangong, mientras que la Shenzhou 12 anterior duró sólo tres meses. El Shenzhou 13 se acopló a la estación espacial el 15 de octubre de 2021. Las misiones de la tripulación del Shenzhou 13 incluyeron experimentos orbitales, paseos espaciales y la futura expansión de la estación. El 7 de noviembre de 2021, la tripulación del Shenzhou 13, Zhai Zhigang y Wang Yaping, realizaron las primeras caminatas espaciales para probar el traje EVA de próxima generación y el Chinarm robótico, lo que convirtió a Wang Yaping en la primera caminante espacial femenina de China. Una de las misiones de la actividad extravehicular de 6,5 horas fue instalar un conector de doble brazo al brazo robótico de 10 metros de largo. El conector puede proporcionar la capacidad para que Chinarm se extienda en longitud con otro segmento de 5 metros de largo montado en el módulo Wentian que llegará en 2022. Según Gao Shen de En la Academia China de Tecnología Espacial (CAST), el Chinarm combinado de 15 metros tendrá mayor alcance y capacidad de carga. Durante los paseos espaciales se realizaron diversos preparativos en el brazo robótico para la manipulación y construcción de futuros módulos.

El 26 de diciembre de 2021, la tripulación del Shenzhou 13, Zhai Zhigang y Ye Guangfu, realizaron la segunda caminata espacial para instalar una cámara panorámica, que se utilizará para el monitoreo de la estación espacial y la observación del brazo robótico. También practicaron varios movimientos con la ayuda del Chinarm controlado por el astronauta Wang Yaping dentro de la estación. Durante la fase de construcción de la estación en 2021, según documentos presentados por la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA) ante la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre y reportados por Reuters, la estación tuvo dos "encuentros cercanos" con los satélites Starlink de SpaceX el 1 de julio y el 21 de octubre, y la estación realizará maniobras de ajuste evasivo. El 5 de enero de 2022, el equipo de Shenzhou 13 utilizó el Chinarm de 10 metros de largo para reubicar el barco de suministros Tianzhou 2 20 grados antes de devolverlo a su ubicación original. Esta maniobra se realizó para practicar los procedimientos, equipos y sistema operativo de respaldo necesarios para el futuro ensamblaje del módulo. El 13 de enero, la tripulación probó el sistema de acoplamiento de emergencia controlando manualmente la nave espacial de carga. En marzo de 2022, la tripulación del Shenzhou 13 comenzó los preparativos para desacoplarse de la estación espacial. La tripulación aterrizó en China el 16 de abril de 2022, tras permanecer 182 días en la órbita terrestre baja. Poco después, China lanzó la nave espacial de carga Tianzhou 4 en preparación para la próxima misión tripulada en mayo. El carguero automatizado se acopló a la estación espacial el 9 de mayo de 2022 y llevaba equipo de mantenimiento vital y un refrigerador para experimentos científicos.

A partir del Shenzhou 14, China inició oficialmente la fase final de construcción de la estación espacial, con tres astronautas encargados de supervisar la llegada de dos módulos de laboratorio en 2022. El 5 de junio de 2022, la tripulación del Shenzhou 14 llegó a la estación espacial. atracar en el puerto nadir que mira hacia la Tierra. El equipo de Shenzhou 14 comenzará el ensamblaje de los módulos Wentian y Mengtian y llegará en la segunda mitad del año. La tripulación instaló un sistema de reducción de dióxido de carbono para la estación espacial, probó los trajes espaciales Feitian y depuró el módulo central Tianhe. El 19 de julio de 2022, Tianzhou 3 se desacopló de la estación, dando paso a la llegada del módulo Wentian. El 24 de julio de 2022, el módulo de laboratorio Wentian fue lanzado desde el centro espacial de Wenchang y se reunió con el módulo central Tianhe el mismo día. Wentian es el segundo módulo de la estación espacial Tiangong y el primer módulo de cabina de laboratorio (LCM). El módulo está equipado con una cabina de esclusa de aire, que se convertirá en el principal punto de entrada y salida de futuros EVA. El módulo también cuenta con sistemas de respaldo de aviónica, propulsión y soporte vital, lo que mejora la redundancia operativa de la estación espacial Tiangong. El 2 de septiembre de 2022, el miembro de la tripulación Chen Dong y Liu Yang realizaron su primera caminata espacial desde la nueva esclusa de aire Wentian, instalando y ajustando varios equipos externos y probando procedimientos de regreso de emergencia. El 17 de septiembre de 2022, los astronautas Chen Dong y Cai Xuzhe realizaron la segunda caminata espacial, instalaron bombas externas y verificaron la capacidad de rescate de emergencia. El 30 de septiembre de 2022, todos los miembros de la tripulación trabajaron en coordinación, trasladando el módulo Wentian desde el puerto de proa al puerto de atraque lateral de estribor, que es su ubicación permanente prevista para el 30 de septiembre de 2022 a las 04:44 UTC. El proceso de reubicación se automatizó en gran medida con la ayuda del brazo robótico Indexing. En octubre de 2022, CMSA se preparó para lanzar el tercer y último módulo, Mengtian, para completar la construcción de la estación espacial Tiangong.

El 31 de octubre de 2022, el módulo Mengtian fue lanzado desde el centro espacial de Wenchang y se acopló a la estación 13 horas después. El montaje del Mengtian marca el paso final del proceso de construcción de un año y medio. Según la Academia China de Tecnología Espacial, el proceso de encuentro y acoplamiento de Mengtian se llevó a cabo rápidamente, ya que la estación Tiangong en forma de L consumía una gran cantidad de energía para mantenerse orientada en su disposición asimétrica. El 3 de noviembre de 2022, Mengtian fue reubicado de forma autónoma desde el puerto de atraque delantero al puerto de atraque lateral de babor mediante un brazo robótico Indexing, y atracó con éxito en su ubicación permanente planificada con Tianhe. módulo a las 01:32UTC (9:32BJT), formando una T. Posteriormente, CMSA anunció que la construcción de la estación espacial Tiangong estaba oficialmente completa. El diseñador del módulo Mengtian, Li Guangxing, explicó que la estación espacial fue maniobrada hasta una posición especial, utilizando la gravedad de la Tierra para ayudar a estabilizar el proceso de acoplamiento. A las 07:12 UTC, la tripulación del Shenzhou 14 ingresó al módulo Mengtian. El 10 de noviembre de 2022, la nave espacial de carga Tianzhou 4 se desacopló del Tiangong y la Tianzhou 5 se preparó para su lanzamiento el mismo día. Tianzhou 5 se lanzó el 12 de noviembre de 2022 y transportó suministros, experimentos y microsatélites a la estación espacial. También contenía obsequios para la primera ceremonia de entrega de tripulación de China en órbita. La estación completa tenía capacidad adicional para ampliar las actividades de la tripulación y espacio para seis personas, lo que permitía la rotación de la tripulación. El 29 de noviembre de 2022, la tripulación del Shenzhou 15, Fei Junlong, Deng Qingming y Zhang Lu, fue lanzada a la estación espacial. La tripulación pasó una semana junta para la entrega y verificación de operaciones sostenibles de seis hombres. Con la operación de rotación de tripulaciones, China inició su presencia espacial permanente.

Expansión

Según CMSA, se espera que la estación espacial Tiangong se amplíe de tres a seis módulos, con versiones mejoradas de Tianhe, Wentian y Mengtian. módulos.

Según Wang Xiang, comandante del sistema de estaciones espaciales de la Academia China de Tecnología Espacial (CAST), la siguiente fase potencial sería agregar un nuevo módulo central. "Siguiendo nuestro diseño actual, podemos continuar lanzando un módulo de extensión para acoplarnos con la sección delantera de la estación espacial, y el módulo de extensión puede llevar un nuevo centro para acoplarnos con los vehículos espaciales posteriores", dijo Wang a CCTV. En octubre de 2023, CAST presentó un nuevo plan en el 74º Congreso Astronáutico Internacional para ampliar el Tiangong a 180 toneladas, conjunto de seis módulos, con al menos 15 años de vida operativa. Como base para la ampliación se planificó un módulo multifuncional con seis puertos de atraque. Las nuevas secciones incluyeron impresoras 3D, robots, brazos robóticos mejorados y sistemas de observación, detección y alerta de desechos espaciales.

Está previsto que el módulo del telescopio espacial Xuntian se lance en 2025.

Cooperación internacional

El incentivo de China para construir su propia estación espacial se amplificó después de que el Congreso de los EE. UU. prohibiera a la NASA cualquier participación y participación directa. La cooperación con CNSA prohibió así de hecho cualquier participación china en la Estación Espacial Internacional (ISS) en 2011, aunque China, Rusia y Europa se comprometieron mutuamente a mantener un enfoque cooperativo y multilateral en el espacio. Entre 2007 y 2011, las agencias espaciales de Rusia, Europa y China llevaron a cabo los preparativos terrestres del proyecto Mars500, que complementan los preparativos desde la ISS para una misión humana a Marte.

Tiangong ha involucrado la cooperación con Francia, Suecia y Rusia.

En 2011 se examinó la cooperación en el campo de los vuelos espaciales tripulados entre la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA, anteriormente conocida como CMSEO) y la Agencia Espacial Italiana (ASI), y la participación en el desarrollo de estaciones espaciales tripuladas de China y la cooperación. con China en campos como la visita de astronautas y la investigación científica.

En noviembre de 2011, la Administración Espacial Nacional de China y la Agencia Espacial Italiana firmaron un acuerdo de cooperación inicial que cubre áreas de colaboración dentro del transporte espacial, las telecomunicaciones, la observación de la Tierra, etc.

El 22 de febrero de 2017, la CMSA y la Agencia Espacial Italiana (ASI) firmaron un acuerdo para cooperar en actividades de vuelos espaciales tripulados a largo plazo. El acuerdo tiene importancia debido a la posición de liderazgo de Italia en el campo de los vuelos espaciales tripulados en lo que respecta a la creación y explotación de la Estación Espacial Internacional (Nodo 2, Nodo 3, Columbus, Cupola, Leonardo, Raffaello, Donatello, PMM, etc.) y significó la mayor anticipación de Italia en el desarrollo del programa de estaciones espaciales de China. La Agencia Espacial Europea (ESA) inició el entrenamiento de vuelos espaciales tripulados con CMSA en 2017, con el objetivo final de enviar astronautas de la ESA a Tiangong. Para prepararse para las futuras misiones, los astronautas seleccionados de la ESA vivieron junto con sus homólogos chinos y participaron en sesiones de entrenamiento como supervivencia en amerizajes, aprendizaje de idiomas y operaciones de naves espaciales. Sin embargo, en enero de 2023, la ESA anunció que la agencia no enviará a sus astronautas a la estación espacial de China por motivos políticos y financieros.

En 2019, se programó un experimento italiano de Detección de Radiación Cósmica de Alta Energía (HERD) a bordo de la estación china.

En 2019, la CMSA y la Oficina de las Naciones Unidas para Asuntos del Espacio Ultraterrestre (UNOOSA) seleccionaron experimentos internacionales en una sesión de la ONU. Se presentaron 42 solicitudes y se aceptaron 9 experimentos. Algunos de los experimentos son una continuación de los realizados en Tiangong-2, como POLAR-2, un experimento de investigación de polarimetría de explosión de rayos gamma, propuesto por Suiza, Polonia, Alemania y China. La profesora canadiense Dra. Tricia Larose de la Universidad de Oslo ha estado desarrollando un experimento de investigación del cáncer de vanguardia para la estación. El experimento de 31 días tiene como objetivo investigar si la ingravidez tiene un efecto positivo para detener el crecimiento del cáncer. El proyecto Detector de rayos cósmicos de alta energía está dirigido por un equipo de 200 científicos de Europa, China continental, Hong Kong y Taiwán. En el marco de UNOOSA, también se espera que Tiangong albergue experimentos de Bélgica, Francia, Alemania, India, Italia, Japón, México, Países Bajos, Perú, Rusia, Arabia Saudita y España, en los que participarán 23 instituciones y 17 países.

En cuanto a la participación de astronautas extranjeros, la CMSA ha comunicado reiteradamente su apoyo a este tipo de propuestas. Durante la conferencia de prensa de la misión Shenzhou 12, Zhou Jianping, diseñador jefe del Programa Espacial Tripulado de China, explicó que varios países habían expresado su deseo de participar. Dijo a los periodistas que la participación futura de astronautas extranjeros "estará garantizada". Ji Qiming, subdirector de CMSA, dijo a los periodistas que cree:

"En un futuro próximo, después de la terminación de la estación espacial china, veremos a los astronautas chinos y extranjeros volar y trabajar juntos."

En octubre de 2022, la emisora abrió su proceso de selección a Hong Kong y Macao, las dos regiones administrativas especiales de China.

Vida a bordo

Actividades de la tripulación

Los astronautas de la estación Tiangong siguen la hora estándar de China (CST) para su horario diario. La tripulación suele despertarse alrededor de las 7:00 y comienza su conferencia diaria con el Control de Misión en Beijing antes de comenzar a trabajar a las 08:00 (00:00 UTC). Luego, la tripulación seguirá su horario planificado hasta las 21:00 horas, después de lo cual informarán su proceso de trabajo al Control de la Misión. A las 13:30, los astronautas ingresan a sus viviendas para tomar una siesta, que normalmente dura una hora. La tripulación también dispone de múltiples pausas para comer y descansar. La estación Tiangong presenta una función de escena de iluminación para simular las condiciones de iluminación en la Tierra, incluidas la luz del día, el anochecer y la noche. Dado que la estación experimenta 16 amaneceres y atardeceres por día en la órbita terrestre baja, esta función ayuda a evitar alteraciones en el ritmo circadiano de la tripulación.

La estación espacial Tiangong está equipada con funciones de automatización del hogar, incluidos aparatos controlados a distancia y un sistema de gestión logística. La tripulación puede usar sus tabletas para identificar, localizar y organizar artículos dentro de la estación, ya que todos los artículos en la estación están marcados con códigos QR. Esto ayudará a garantizar un entorno ordenado a medida que llegue más carga. La comunicación entre dispositivos dentro de la estación es completamente inalámbrica a través de la red Wi-Fi para evitar problemas con los cables.

Alimentación e higiene personal

Comidas que constan de 120 tipos diferentes de alimentos, seleccionados en función de las preferencias de los astronautas. preferencias, se almacenan a bordo. Los viajes de la nave espacial de carga robótica clase Tianzhou reabastecen alimentos básicos que incluyen carne de cerdo desmenuzada en salsa de ajo, pollo kung pao, carne de res a la pimienta negra, carne de cerdo desmenuzada yuxiang, repollo encurtido y bebidas, incluida una variedad de tés y jugos. Las frutas y verduras frescas se almacenan en neveras portátiles. Huang Weifen, el principal entrenador de astronautas de CMSA, explica que la mayor parte de la comida se prepara para que sea sólida, deshuesada y en trozos pequeños. Condimentos como la salsa de cerdo y la salsa de pimienta de Sichuan se utilizan para compensar los cambios en el sentido del gusto en microgravedad. La estación está equipada con una pequeña mesa de cocina para preparar alimentos, un refrigerador, un dispensador de agua y el primer horno microondas en un vuelo espacial para que los astronautas puedan "tener siempre comida caliente cuando la necesiten". Siguiendo a los astronautas' Según los comentarios, se incluyeron mayores suministros de vegetales desde Tianzhou 4, lo que hizo que la variedad de vegetales aumentara a 32.

El módulo principal de la estación, Tianhe, proporciona la vivienda para los miembros de la tripulación, que consta de tres literas separadas, un baño espacial, duchas y equipos de gimnasio. Cada litera cuenta con una pequeña ventana circular, un juego de auriculares, ventilación y otras comodidades. El estimulador eléctrico neuromuscular se utiliza para prevenir la atrofia muscular. El nivel de ruido en la zona de trabajo se fija en 58 decibelios, mientras que en la zona de noche el ruido se mantiene en 49 decibelios. El sistema de ventilación proporciona circulación de aire a la tripulación, con una velocidad del viento de 0,08 m/s para las áreas de trabajo y 0,05 m/s para los puestos de dormir. En el módulo de laboratorio de Wentian se encuentran tres viviendas adicionales para estancias de corta duración.

Operaciones

Desde el 5 de junio de 2022, Tiangong ha sido una estación con tripulación permanente, normalmente con una tripulación de 3 personas pero capaz de soportar hasta 6 personas. Después de la finalización de la estación en noviembre de 2022, albergó a una tripulación de 6 personas por primera vez durante 5 días durante la rotación de la tripulación de Shenzhou 14 a Shenzhou 15 en diciembre de 2022. Las operaciones se controlan desde el Centro de Control de Vuelo Aeroespacial de Beijing en China. . Para garantizar la seguridad de los astronautas a bordo, un Long March 2F/G con una nave espacial Shenzhou estará siempre disponible para una misión de rescate de emergencia.

Misiones tripuladas

La primera misión tripulada a Tiangong, Shenzhou 12, duró 90 días. A partir de Shenzhou 13, las misiones posteriores han tenido una duración normal de unos 180 días.

CMSA ha anunciado la prueba de la nave espacial Mengzhou para eventualmente reemplazar a Shenzhou. Está diseñado para transportar astronautas a Tiangong y ofrecer la capacidad de exploración lunar. El transporte de tripulación de próxima generación de China es reutilizable con un escudo térmico desmontable construido para soportar retornos de mayor temperatura a través de la atmósfera de la Tierra. Según funcionarios de CMSA, el nuevo diseño de cápsula es más grande que el Shenzhou. Mengzhou es capaz de transportar astronautas a la Luna y puede albergar hasta seis o siete miembros de la tripulación a la vez, tres astronautas más que Shenzhou. La nueva nave espacial tripulada tiene una sección de carga que permite a los astronautas traer carga de regreso a la Tierra, mientras que la nave espacial de reabastecimiento de carga Tianzhou no está diseñada para traer carga de regreso a la Tierra.

Reabastecimiento de carga

Tianzhou (Heavenly Vessel), un derivado modificado de la nave espacial Tiangong-1, se utiliza como nave espacial de carga robótica para reabastecer esta estación. La masa de lanzamiento de Tianzhou es de unos 13.000 kg con una carga útil de unos 6.000 kg. El lanzamiento, el encuentro y el atraque serán totalmente autónomos, y el control de la misión y la tripulación se utilizarán en funciones de anulación o seguimiento. Este sistema se vuelve muy confiable con estandarizaciones que brindan importantes beneficios de costos en operaciones de rutina repetitivas. Un enfoque automatizado podría permitir el ensamblaje de módulos que orbiten otros mundos antes de las misiones tripuladas.

Lista de misiones

• Todas las fechas son UTC. Las fechas son las primeras fechas posibles y pueden cambiar.
• Los puertos de entrada están en la parte delantera de la estación según su dirección normal de viaje y orientación (actitud). Aft está en la parte trasera de la estación, utilizada por naves espaciales para aumentar la órbita de la estación. Nadir está más cerca de la Tierra, zenith está arriba. Puerto es a la izquierda si apuntando los pies hacia la Tierra y mirando en la dirección del viaje; estribor a la derecha.

Clave

Lanzamiento FechaUTC)	Fecha de acoplamientoUTC)	Fecha de deshacerseUTC)	Resultado	Spacecraft/Module	Vehículos de lanzamiento	Sitio de lanzamiento	Proveedor de lanzamiento	Docking/berthing port	Duración
29 abril 2021, 03:23:15	N/A	N/A	Éxito	Tianhe	Long March 5B	Wenchang LC-1	CASC	N/A
29 May 2021, 12:55:29	29 May 2021, 21:01	27 marzo 2022, 07:59		Tianzhou 2	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Puerto Tianhe	301 días, 10 horas y 58 minutos
17 junio 2021, 01:22:27	17 junio 2021, 07:54	16 de septiembre de 2021, 00:56		Shenzhou 12	Long March 2F/G	Jiuquan SLS-1	CASC	Tianhe adelante	90 días, 14 horas y 8 minutos
20 de septiembre de 2021, 07:10:11	20 de septiembre de 2021, 14:08	17 de julio 2022, 02:59		Tianzhou 3	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Tianhe adelante	299 días, 12 horas y 51 minutos
15 octubre 2021, 16:23:56	15 octubre 2021, 22:56	15 April 2022, 16:44		Shenzhou 13	Long March 2F/G	Jiuquan SLS-1	CASC	Tianhe nadir	181 días, 14 horas y 46 minutos
9 May 2022, 17:56:37	10 May 2022, 00:54	9 de noviembre 2022, 06:55		Tianzhou 4	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Tianhe aft	183 días, 6 horas y 1 minuto
5 de junio de 2022 02:44:10	5 de junio de 2022 09:42	4 de diciembre 2022, 03:01		Shenzhou 14	Long March 2F/G	Jiuquan SLS-1	CASC	Tianhe nadir	181 días, 14 horas y 11 minutos
24 de julio 2022, 06:22:32	24 de julio 2022, 19:13	N/A		Wentian	Long March 5B	Wenchang LC-1	CASC	Tianhe estribor
31 octubre 2022, 07:37:23.191	31 octubre 2022, 20:27	N/A		Mengtian	Long March 5B	Wenchang LC-1	CASC	Puerto Tianhe
12 de noviembre 2022, 02:03:12:374	12 de noviembre 2022, 04:10	11 de septiembre de 2023 08:46		Tianzhou 5	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Tianhe adelante	303 días, 4 horas y 36 minutos
29 de noviembre 2022, 15:08:17	29 de noviembre 2022, 21:42	3 junio 2023, 13:29		Shenzhou 15	Long March 2F/G	Jiuquan SLS-1	CASC	Tianhe adelante	185 días, 13 horas y 56 minutos
10 May 2023, 13:22:51:405	10 May 2023, 21:16	12 enero 2024, 08:02		Tianzhou 6	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Tianhe aft	246 días, 10 horas y 46 minutos
30 May 2023, 01:31:13	30 May 2023, 08:29	30 de octubre de 2023 12:37		Shenzhou 16	Long March 2F/G	Jiuquan LA-4	CASC	Tianhe nadir	153 días, 2 horas y 15 minutos
26 octubre 2023, 03:14:02	26 octubre 2023, 09:46	TBD		Shenzhou 17	Long March 2F/G	Jiuquan LA-4	CASC	Tianhe adelante
17 enero 2024, 14:27:30:728	17 enero 2024, 17:46	TBD		Tianzhou 7	7 de marzo	Wenchang LC-2	CASC	Tianhe aft
Abril 2024, (TBD)	Abril 2024, (TBD)		Plan	Shenzhou 18	Long March 2F/G	Jiuquan SLS-1	CASC	Tianhe nadir
2025	N/A	N/A		Xuntian	Long March 5B	Wenchang LC-1	CASC	N/A

Fin de la misión

Tiangong está diseñado para usarse durante 10 años, aunque podría ampliarse a 15 años y tendrá capacidad para tres astronautas. Las naves espaciales tripuladas por CMSA utilizan quemaduras deorbitales para reducir su velocidad, lo que resulta en su reingreso a la atmósfera de la Tierra. Los vehículos que transportan tripulación disponen de un escudo térmico que evita la destrucción del vehículo provocada por el calentamiento aerodinámico al entrar en contacto con la atmósfera terrestre. La estación en sí no tiene protección térmica; sin embargo, pequeñas partes de las estaciones espaciales pueden alcanzar la superficie de la Tierra, por lo que las zonas deshabitadas serán el objetivo de las maniobras de salida de órbita.

Visibilidad

Al igual que la ISS, la estación espacial Tiangong también se puede ver desde la Tierra a simple vista debido a la iluminación solar reflejada en los módulos y paneles solares, alcanzando una magnitud de brillo de al menos -2,2 mag.

En la cultura popular

Un predecesor, el laboratorio espacial Tiangong-1 y la Estación Espacial Internacional son temas en el largometraje de 2013 Gravity.

Cerca del final de la película animada original de Netflix Over the Moon (2020), se representa un dragón rojo jugando con la estación espacial Tiangong.