4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙在海南文昌發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，我國(guó)載人航天工程開啟新的征程。

這是2019年7月19日天宮二號(hào)目標(biāo)飛行器自太空返回地球家園后，中國(guó)人在太空建造的“新家”。

關(guān)鍵詞1 太空母港

中國(guó)空間站以天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙三艙為基本構(gòu)型。其中，核心艙作為空間站組合體控制和管理主份艙段，具備交會(huì)對(duì)接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長(zhǎng)期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ粏柼旌蛪?mèng)天實(shí)驗(yàn)艙均作為支持大規(guī)模艙內(nèi)外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)載荷支持艙段，同時(shí)問天實(shí)驗(yàn)艙還作為組合體控制和管理備份艙段，具備出艙活動(dòng)能力，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙具備載荷自動(dòng)進(jìn)出艙能力。

天和核心艙1:1實(shí)物驗(yàn)證件。

未來兩年內(nèi)，中國(guó)空間站三艙飛行器依次發(fā)射成功后，將在軌通過交會(huì)對(duì)接和轉(zhuǎn)位，形成“T”構(gòu)型組合體，長(zhǎng)期在軌運(yùn)行。組合體在軌運(yùn)行壽命不小于10年，并可通過維修維護(hù)延長(zhǎng)使用壽命。

空間站作為長(zhǎng)期在軌運(yùn)行的“太空母港”，其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究，推動(dòng)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步。

關(guān)鍵詞2 太空“豪宅”

天和核心艙是中國(guó)空間站的關(guān)鍵艙段，它就好比是大樹的樹干，其他的艙段都會(huì)安裝在它的接口上。

天和核心艙。

據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站核心艙結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師施麗銘介紹，核心艙的體積非常大，長(zhǎng)度比五層樓房還要高，直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少，體積比國(guó)際空間站的任何一個(gè)艙段都大，航天員入駐后，活動(dòng)空間非常寬敞。此外，核心艙的重量相當(dāng)于3輛大客車的空重重量，同樣也超過國(guó)際空間站的任何一個(gè)艙段。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰曾經(jīng)打過一個(gè)非常形象的比喻：如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間，算是“豪宅”了。

據(jù)介紹，天和核心艙的密封艙內(nèi)配置了工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)和鍛煉區(qū)六個(gè)區(qū)域。不僅能夠保證每名航天員都有獨(dú)立的睡眠環(huán)境和專用衛(wèi)生間，而且在就餐區(qū)配置了微波爐、冰箱、飲水機(jī)、折疊桌等家具家電，還配置了太空跑臺(tái)、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材，以滿足航天員日常鍛煉；還配了天地視頻通話設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)與地面的雙向視頻通話；此外，還有可以支持航天員收發(fā)電子郵件的測(cè)控通信網(wǎng)和相關(guān)設(shè)備。

關(guān)鍵詞3 自主可控

國(guó)際空間站是目前在軌運(yùn)行最大的空間平臺(tái)，是一個(gè)擁有現(xiàn)代化科研設(shè)備，可開展大規(guī)模、多學(xué)科基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的空間實(shí)驗(yàn)室。它的規(guī)模大約有423噸，由美國(guó)、俄羅斯、加拿大、日本等16國(guó)聯(lián)合，先后歷經(jīng)12年建造完成。

中國(guó)空間站與國(guó)際空間站有什么不同？

中國(guó)空間站由一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙組成，在總體規(guī)模上不及國(guó)際空間站，這主要是采用規(guī)模適度、留有發(fā)展空間的建設(shè)思路，既可以滿足重大科學(xué)研究項(xiàng)目的需要，又同時(shí)具備擴(kuò)展和支持來往飛行器對(duì)接的能力。

此外，中國(guó)空間站由我國(guó)自主建造，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部國(guó)產(chǎn)化，部組件全部國(guó)產(chǎn)化，原材料全部國(guó)產(chǎn)化，關(guān)鍵核心元器件100%自主可控。

關(guān)鍵詞4 長(zhǎng)壽秘方

中國(guó)空間站的設(shè)計(jì)壽命如何，又采取了哪些措施來保證長(zhǎng)期在軌穩(wěn)定運(yùn)行呢？

據(jù)航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師侯永青介紹：“中國(guó)空間站設(shè)計(jì)在軌飛行10年，具備延壽到15年的能力。”

空間站在太空中安家后，將面對(duì)來自宇宙的各種威脅和挑戰(zhàn)，比如，原子氧、紫外輻照、真空、溫度交變、空間碎片以及微重力，等等，這些危險(xiǎn)元素可能會(huì)造成空間站的材料性能衰退，或者誘發(fā)故障，從而制約艙外電纜、表面涂層、光學(xué)鏡頭等產(chǎn)品和設(shè)備的使用壽命。

在天和核心艙主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)從抗腐蝕、抗疲勞、抗斷裂三個(gè)維度進(jìn)行了綜合分析和評(píng)價(jià)，從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)型、參數(shù)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了科學(xué)優(yōu)化的設(shè)計(jì)，并從材料到構(gòu)件到艙段都進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，以確保長(zhǎng)壽命。

為了應(yīng)對(duì)空間碎片等“勁敵”的攻擊，天和核心艙熱控分系統(tǒng)針對(duì)長(zhǎng)壽命可靠性問題，為空間站安裝了兩條相當(dāng)于“大動(dòng)脈”的管子——熱管輻射器，以便減少流體管在外暴露的面積，大大降低被空間碎片擊穿的風(fēng)險(xiǎn)。

展望

航天員太空駐留半年將成常態(tài)

空間站建造分為空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和空間站建造兩個(gè)階段進(jìn)行，每個(gè)階段各規(guī)劃了6次飛行任務(wù)，共12次。其中，2020年5月，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭首飛成功。

2021年，要實(shí)施關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的5次飛行任務(wù)，其中包括發(fā)射空間站天和核心艙。“之后，我們將在5月和6月，分別實(shí)施天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十二號(hào)載人飛船的發(fā)射?！敝袊?guó)載人航天工程辦公室主任郝淳表示，其中神舟十二號(hào)載人飛船上，航天員乘組有3個(gè)人，他們將在軌駐留3個(gè)月。

他表示，9月和10月將分別實(shí)施天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十三號(hào)載人飛船的飛行任務(wù)。“其中神舟十三號(hào)有3名航天員，他們將在軌駐留6個(gè)月。今后，6個(gè)月的駐留就是航天員乘組在軌的常態(tài)?！?/p>

2022年，我國(guó)將全面進(jìn)入空間站在軌建造階段，一共規(guī)劃6次飛行任務(wù)，包括兩次空間站艙段問天、夢(mèng)天的發(fā)射任務(wù)，還包括兩艘貨運(yùn)飛船和兩艘載人飛船的發(fā)射任務(wù)?！斑@兩艘載人飛船也都分別載有3名航天員乘組，在軌駐留6個(gè)月左右。”

4個(gè)航天員飛行乘組同步開展訓(xùn)練

郝淳介紹，空間站建造階段的航天員飛行乘組任務(wù)繁重，要求很高，相對(duì)以前的飛行任務(wù)來說，對(duì)他們的要求有質(zhì)的變化。

目前，我國(guó)已有11名航天員進(jìn)行了14人次的在軌飛行，也積累了很多經(jīng)驗(yàn)。

目前，共有4個(gè)航天員飛行乘組在同步開展訓(xùn)練，其中神舟十二號(hào)飛行乘組已經(jīng)完成了絕大部分的任務(wù)訓(xùn)練，即將轉(zhuǎn)入任務(wù)強(qiáng)化訓(xùn)練階段，后續(xù)的飛行乘組也都按照計(jì)劃開展各項(xiàng)訓(xùn)練。

過去，我國(guó)航天員基本上都是從空軍飛行員里選拔的，主要的身份角色是駕駛航天器。為了滿足空間站階段的各項(xiàng)要求，在第三批航天員選拔過程中，增加了工程師和載荷專家這兩類航天員。在后續(xù)選拔中，還會(huì)擴(kuò)大候選航天員的選拔范圍。

◎新聞鏈接

中國(guó)空間站工程瞄準(zhǔn)什么目標(biāo)？

1.建造并運(yùn)營(yíng)近地空間站，突破、掌握和發(fā)展大型復(fù)雜航天器的在軌組裝與建造、長(zhǎng)期安全可靠飛行、運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)技術(shù)，提升國(guó)家航天技術(shù)水平，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域和行業(yè)的科技進(jìn)步，增強(qiáng)綜合國(guó)力。

2.突破、掌握和發(fā)展近地空間長(zhǎng)期載人航天飛行技術(shù)，解決近地軌道長(zhǎng)期載人航天飛行的主要醫(yī)學(xué)問題，實(shí)現(xiàn)航天員長(zhǎng)期在軌健康生活和有效工作。

3.建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室。發(fā)展具有國(guó)際先進(jìn)水平的空間科學(xué)與應(yīng)用能力，開展多領(lǐng)域空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)、空間應(yīng)用，以及科普教育，獲取具有重大科學(xué)價(jià)值的研究成果和重大戰(zhàn)略意義的應(yīng)用成果。

4.開展國(guó)際（區(qū)域）合作，為人類和平開發(fā)和利用空間資源做出積極貢獻(xiàn)。

5.以在軌服務(wù)、地月和深空載人探測(cè)需求為牽引，試驗(yàn)和驗(yàn)證相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，為載人航天持續(xù)發(fā)展積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

中國(guó)空間站任務(wù)分為幾個(gè)階段？

中國(guó)空間站任務(wù)分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、組裝建造和運(yùn)營(yíng)三個(gè)階段，目前正處于關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段。

在這個(gè)階段，將發(fā)射天和核心艙和2艘載人飛船、2艘貨運(yùn)飛船，在軌驗(yàn)證幾大關(guān)鍵技術(shù)：空間站推進(jìn)劑補(bǔ)加、柔性太陽(yáng)電池翼和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、大型柔性組合體控制、組裝建造、艙外操作、在軌維修，為實(shí)施空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

原標(biāo)題：中國(guó)“太空母港”入列——解碼中國(guó)空間站天和核心艙

來源|新華社

編輯|張琴