刚刚，核心舱「天和」出征！中国空间站正式开建，明年 11 次密集发射后完工-技术圈

自 2003 年神五将杨利伟送入太空至今已有 18 年，我国载人航天迈向“成人礼”。

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作者 | 付静

备受期待的中国空间站建设工程，刚刚迈出了关键一步。

北京时间 2021 年 4 月 29 日上午 11 时 23 分，海南文昌航天发射场 101 发射工位，长征五号乙遥二火箭（CZ-5B Y2）搭载中国空间站「天和核心舱」点火升空，任务顺利开启。

网友们在直播中纷纷打出“中国加油”的弹幕。

五大模块，2022 年前后完成建造

中国空间站又称天宫空间站，是一个通过在轨组装而成的空间实验室系统。

基本构型方面，中国空间站主要包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱 Ⅱ，另配有载人飞船（神舟系列）和货运飞船（天舟系列）两大模块（如下图所示）。建成后，中国空间站轨道高度为 400~450 公里，倾角 42~43 度，设计寿命 10 年，将长期驻留 3 人，总重量可达 90 吨。

先来了解一下刚刚发射升空的天和核心舱，即中国空间站的一大关键模块。

天和核心舱长 16.6 米、最大直径 4.2 米，重量 22.5 吨，内部空间约 50m³，设计寿命 10 年（经在轨维修后可达 15 年），为宇航员提供居住环境，满足 3 名宇航员的长期在轨驻留需求。

作为整个中国空间站的管理控制中心，天和核心舱支持上述 4 个飞行模块与其交会对接、在轨组装，共有五个对接口（用于对接货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱）、一个出舱口（用于宇航员出舱活动）。

如下图，核心舱最大可拓展节点舱、生活控制舱和资源舱 3 个舱段，因此能够保证宇航员长期访问和物资的补给。此外，它配置了大机械臂，具有气闸舱功能，因而支持航天医学和空间生命科学实验的开展。

【图源微博@PhilLeafSpace】

而两个试验舱全长均在 14.4 米左右，最大直径 4.2 米左右，发射质量均为 20-22 吨，具备独立飞行功能。

据悉，实验舱 II 主要被用于微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等空间科学与应用相关领域的实验任务，而试验舱 I 兼有核心舱（组合体控制）与实验舱 II（实验）的功能。

另外，货运飞船全长 9 米以上，最大直径约 3.35 米，发射质量最大为 13 吨，多项能力达到了世界先进水平。据字面意思即可知，货运飞船将扮演后勤保障的角色，它主要有这样 3 方面补给，一是空间站推进剂，二是宇航员所需的工作和生活用品，第三则是空间科学实验设备和用品。

货运飞船即天舟系列货运飞船，早在 2017 年 4 月 20 日，我国首个货运飞船天舟一号成功发射入轨，成功与天宫二号空间实验室（指开展空间试验活动的载人航天飞行器，规模小于空间站，是空间站的雏形）进行了 3 次交会对接、3 次推进剂在轨补加，由此验证了货物运输和推进剂在轨补加等多项技术。2017 年 9 月 22 日，天舟一号圆满完成任务，进入大气层烧毁。

【图源北京科协】

2020 年 3 月 27 日，作为我国第二艘货运飞船，天舟二号也完成了真空热试验，随后将随我国新研制的长征七号运载火箭升空入轨，成为到达中国空间站的首位“快递小哥”。

就中国空间站的建造规划，2017 年 4 月 28 日的一场记者招待会上，中国载人航天工程办公室主任王兆耀曾表示，将在 2019-2022 年前后进行中国载人空间站的组装建造。

去年 5 月，中国载人航天工程办公室主任助理季启明指出：

我国空间站将于 2022 年前后完成建造，一共规划 12 次飞行任务（雷锋网注：包含去年的一次长征五号乙火箭发射）。将先后发射天和、问天、梦天，进行基本构型的在轨组装建造；期间，规划发射 4 艘神舟载人飞船和 4 艘天舟货运飞船，进行航天员乘组轮换和货物补给。

【图源航天爱好者网】

2021 年 1 月，天和核心舱、天舟二号货运飞船、空间应用系统核心舱任务分别顺利通过主管部门组织的出厂评审。

据中国载人航天官方消息：

自今年春节开始，执行空间站建造阶段飞行任务的长征五号 B、长征七号和长征二号 F 三型运载火箭及神舟载人飞船、天舟货运飞船，都紧锣密鼓地相继运抵至文昌航天发射场和酒泉卫星发射中心。

上周五，天和核心舱+长五 B 遥二运载火箭构成的「器箭组合体」转运至发射区，为今日发射做最后的准备。

【图源中国载人航天】

至此，我国已全面转入空间站在轨建造任务阶段。

中国为什么要建空间站？

所谓空间站又称太空站、航天站，即一种在近地轨道长时间运行、可供多名宇航员巡访、长期工作和生活的航天器，不具备返回地球的能力（最终在大气层中被烧毁）。

早在 1897年，人类便对空间站有了幻想——德国科幻文学奠基人 Curd Lasswitz 的小说《在两颗行星上》中，一群尝试飞越北极的热气球驾驶员偶尔被一个磁场捕获，上升到了北极上空 6000 多公里的一个火星人空间站。

20 世纪 60、70 年代，美国阿波罗 11 号飞船（即阿姆斯特朗乘坐的飞船）抢先登陆了月球，前苏联在太空竞赛中落败，因此转向了其他太空领域探索，其中就包括空间站。

1971 年，世界首个空间站礼炮 1 号（Salyut-1）问世，由前苏联发射升空。不幸的是，3 名航天员在乘坐礼炮 1 号上的联盟号飞船返回地球的过程中，由于返回舱上平衡阀异常打开造成的返回舱失压而全部死亡。

1973 年，美国紧随其后发射了天空实验室号（Skylab）空间站，科学家利用该空间站做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。

此后，各国便开始了在空间站方面的不断探索。

如今，世界上在轨运行最大的空间站为国际空间站（International Space Station，ISS）。这一空间站于 2010 年完成建造任务转入全面使用阶段，主要由 NASA、俄罗斯国家航天集团（Roscosmos）、欧洲航天局（ESA）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）和加拿大空间局（CSA）共同运营。

国际空间站或将于 2024 年退役，因为未来中国空间站有望成为唯一一个在轨运行的空间站。而完成空间站在轨建造，正是「中国载人航天工程三步走发展战略」中第三步的目标。

1970 年 4 月 24 日 21 时 35 分，长征一号火箭在酒泉卫星发射中心点火，托举中国自主研制的第一颗人造地球卫星东方红一号升空，此举拉开了中国探索太空的帷幕，也使得中国成为世界上第 5 个独立研制和发射卫星的国家。

东方红一号升空后不久，时任国防部五院院长的钱学森就提出，中国要搞载人航天！

终于在 1992 年 9 月 21 日，中国载人航天工程正式获批实施，按规划要实现「三步走」：

发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验。
突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题。
建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

首先在 2003 年 10 月 15 日，杨利伟乘坐神舟五号载人飞船实现了我国首次载人航天飞行，飞船在太空运行 14 圈。之后十余载，神六、神七、神十、神十一飞船先后顺利实现载人航天飞行，其中有这样几个重要时间节点：

2008 年 9 月 27 日，翟志刚、刘伯明完成了中国人的首次空间出舱；
2011 年 9 月 29 日，空间实验室天宫一号发射；
2016 年 9 月 15 日，空间实验室天宫二号发射；
2016 年 10 月 19 日，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功，景海鹏、陈冬进入天宫二号，随后在太空生活了 33 天；
2020 年 5 月 5 日，长征五号 B 运载火箭首飞成功。

无疑，一系列努力过后，中国空间站的建造时机已到！

【此次任务 logo】

而发射、运行空间站自然意义非凡——对宇航员而言，这意味着穿梭于太空和地面进行工作、生活；于科研而言，太空的微重力环境打造了科学实验的理想平台，科学家们不仅要探索深空，更要用先进的科研成果反哺人类赖以生存的地球；而对国家来说，这则是载人航天技术走向成熟的标志。

正如中国科普博览所言：

从 2003 年神舟五号首次将中国航天员送入太空至今，18 年的岁月中，我国载人航天工程已经成功进行了载人飞船和短期空间实验室的发射运行，完成了 1992 年中央批准立项时提出的“三步走”规划中的前两步，即将迈向自己的“成人礼”。

愿中国载人航天工程取得圆满成功。

引用来源：

http://www.cmse.gov.cn/
http://www.spaceflightfans.cn/event/long-march-5b-launch-china-space-station-core-module?instance_id=4610
https://mp.weixin.qq.com/s/cdBCwlRMOyF5VAjnXHQwUg?
https://mp.weixin.qq.com/s/szl9GH-E8gRr1rIWVvHzcA

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