太空探索I 【太空筑“家”专题】
编者按：4月29曰，中国空间站核心舱成功发射升空，开启了中国空间站建设的大幕。空间站建设是一项庞大的系统工程， 国外在这方面有许多经验与教训。本期特制作"太空筑’家^ "专题，对中国空间站进行简单介绍，并对各国空间站建设历程 进行回顾，以供各方参考借鉴。
中国空间站“问”与
文/杨诗瑞
展空间应用实验；第二步突破航天 员出舱活动技术、空间飞行器的交 会对接技术，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；第三步建造空间站， 解决有较大规模的、长期有人照料
的空间应用问题。
随着4月29曰“天和号”核心舱 的发射，中国空间站建设正式拉开帷幕。 未来的中国空间站将会是什么样子，发 挥什么作用？让我们通过几个大家关心 的问题一起来了解下吧。
▲天和核心舱效果图
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【太空筑“家”专题】I 太空探索
问：空间站什么时候建成？ 建成后是什么样子？
答：我国首先在今年上半年发射 空间站核心舱“天和号”，2年内依次 发射“问天号”实验舱和“梦天号”实 验舱，同时陆续发射神舟载人飞船和天 舟货运飞船，将物资和航天员送上太 空。2年总计完成11次飞行任务，预 计2022年前后完成天宫空间站建设并 开始运营。
核心舱和两个实验舱发射后，实 验舱依次对接于核心舱节点舱的轴向端 口，然后通过舱段转位操作，转移到节 点舱的左右两侧，与节点舱刚性连接， 构成T 字形的三舱基本构型。货运飞 船以及载人飞船分别对接在核心舱前后 两端。这是天宫空间站的基本构型，可 以容纳2 ~ 3名航天员长期驻留工作。
在基本构型基础上，“天宫”为 未来空间科学和技术的新需求预留发展 空间，可以根据需求继续扩展舱段、扩
展能源和扩展舱外实验室。通过发射带 有节点舱的新舱段，二期扩展型天宫空 间站对接口数量将增加到4个，能够 同时对接三艘神舟载人飞船与一艘天舟 货运飞船，空间站额定载员人数增至6 人，轮换期间最大载员人数可达9人。
问：空间站由哪些部分组 成？各有什么功能？
答：天宫空间站由天和号核舱、 问天号实验舱、梦天号实验舱、神舟载 人飞船和天舟货运飞船组成。
▲中国空间站示意图
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怎么制作空间
，长征五号B 运载火箭宿东摄
天和号核心舱是空间站的管理和 控制中心，以及航天员的居住生活区， 负责空间站的统一管理和控制，配置机 械臂，用于实验舱、载人飞船、货运飞 船等飞行器与其交会对接和停靠，接纳 航天员长期访问和物资补给。核心舱 配备霍尔电推力器，用于调整轨道高 度，这是人类首次将电推动力用于载 人航天器。
核心舱单舱飞行期间，它的功用 是节点舱兼作气闸舱，作为航天员进入 太空的出口。在与“问天号”对接后， 航天员将使用问天号专用气闸舱，核心 舱节点舱作为备份。
“问天号”是控制与实验应用 舱，备份核心舱部分关键平台功能， 并用于开展密封舱内及舱外载荷实 验，配置了小型机械臂，用于操作 舱外载荷。“梦天号”是专用应用舱， 用于开展密封舱内和舱外载荷实验，
配置货物气闸舱，用于载荷和设备 进出空间站。
神舟载人飞船用于航天员运送和 应急返回。天舟号货运飞船承担空间站 补给以及废物排除等任务。
我国正在研制“巡天号光学舱”， 将在2024年发射。它是一个重达十 几吨的大型巡天望远镜，将与天宫空 间站共轨飞行。光学舱配置有2米口 径离轴三反望远镜，覆盖紫外-近红 外波段，分辨率媲美哈勃望远镜，
视 场超过“哈勃” 300倍，在轨期间可 以对40%以上的天区进行观测，将促 进对宇宙起源、宜居行星等问题的探 索，帮助人类获取新的发现和认识。
问：哪些火箭将参与空间站 任务？
答：长征五号B 、长征二号F 和长
征七号三型运载火箭将共同参与到空间 站建设与载人航天任务中。
“长征五号B ”将在海南文昌发射 场执行空间站核心舱和实验舱的发射任 务。它是专门为载人航天工程打造的一 款全新构型火箭，代表了我国运载火箭 技术的最高水平，是空间站建设的骨干 力量。
“长征二号F ”将在酒泉发射中心 执行载人飞船发射任务。“长二F ”有 着“神箭”的美誉，它见证了载人航 天工程的每一步，在过去20年间以13 次完美飞行、100%发射成功率，将5 艘无人飞船、6艘载人飞船、2个空间 实验室送入太空，是我国可靠性和安全 性最好的运载火箭。
“长征七号”将在文昌发射中心 执行货运飞船发射任务。“长征七号” 将为空间站运输各类物资，其中既包括 航天员的生活物资，如饮用水、太空食
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品、舱外航天服等；也包括空间站运行 维护所需物资，比如太阳能电池翼、设 备备件等；还可以向空间站实施推进剂 在轨补加，为空间站补充推进剂，是空 间站的“货运专列”。
空间站建设非常复杂，包括多次 交会对接任务，要求火箭必须完成“零 窗口”发射，在预先计算好的时间内、 分秒不差地将火箭点火升空。“长五B ”、 “长二F ”和“长七”火箭强强联合， 共同构筑起我国载人航天的广阔舞台。
问：天宫空间站的性能 如何？
答：天宫空间站运行在轨道倾角
42。~ 43。、340 ~ 450千米高度的 近圆轨道。三舱组合体质量约66吨， 其中载荷设备质量超过吨，额定乘 员3人，在轮换期可保障6名航天员 工作生活。设计寿命不小于1〇年，具 有通过维护维修延长使用寿命的能力， 并具备一定扩展能力。
“天宫”虽然比国际空间站的规 模小很多，但天宫空间站采用了诸多新 技术、新工艺、新材料，很多关键能力 指标并不逊，有的还要超出。“天宫" 的载荷重量占比17.7%，高于国际空间
站的7.9%；柔性太阳能电池帆板和先 进砷化镓电池技术提供了 1〇〇千瓦供 电功率，超过国际空间站的90千瓦。 天宫空间站可对载人飞船、货运飞船和
光学舱供电输出，对外供电功率占比高 达63%，自身用电仅占37%，高过国 际空间站。
“天宫”为科学实验设备提供万兆 级舱段间网络传输，下行速率每秒1.2 千兆比特，能够以较小的规模实现科学 实验支持能力的最大化；采用先进信息 技术，可实现舱段间、航天器间系统重 构，大幅提升空间站在轨的可靠性和安 全性；采用智能控制技术，设计自主健 康管理系统，降低了航天员空间站维护 和地面运控的负担；采用物化再生生保 技术，较好地实现资源再生利用，大幅 降低货运保障需求和运营成本。
“天宫”还具有“太空母港”飞 行模式，巡天望远镜与空间站共轨飞行，
“长七"转运宿东摄
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出舱行走气闸舱等设施一应俱全，支持 在轨实施空间天文、空间生命科学与生 物技术、微重力基础物理、空间材料科 学等学科领域的科学研究与应用项目。
在基础物理方面，“天宫”配备 有超冷原子实验柜，用于研究温度接近 绝对零度的超冷原子气体物理规律；配 备了由3个钟组成的原子钟组，30亿 年的误差小于1秒，可以为导航系统 等提供基准频率和时间信息。
另一方面，“天宫”舱外配备有 标准载荷的适配器，还提供大型载荷挂 点，在舱外可以进行天文观测、地球观 测，空间物理等方面的研究。根据任务 需要，航天员会对实验条件进行升级或 者更换，从而支持更多领域的实验。
2019年以来，我国面向国内征集 空间科学实验和技术试验项目活动，同 时面向联合国所有成员国开放空间站实 验环境。当前已有来自17个国家的9 个科研项目成功入选首批合作清单，除 了共享空间实验室，我国还将免费提供 合作项目的运输服务。
问：空间站中航天员都是从 哪里选拔？
答：天宫空间站常驻3名航天员 在空间站中生活，最长可达一年。
我国已经选拔出第三批航天员。 不同于前两批航天员参与空间站建造任 务，都是从飞行员中选取，这
一批航天 员主要是为空间站运营阶段的飞行而准 备，包括了航天驾驶员、航天飞行工程 师和载荷专家3个类别。
其中，航天驾驶员和航天飞行工 程师负责直接操纵、管理航天器，以及 开展相关技术试验，载荷专家主要负责 空间科学实验载荷的在轨操作。航天驾 驶员在空军现役飞行员中选拔，航天飞 行工程师在从事航空航天工程及相关领
域专业的工程技术人员中选拔，载荷专 家在载人航天工程空间科学研究及应用
在需要补给、维护和维修时，可直接对 接到空间站，方便航天员维修。未来我 国还将研制多种用途航天器与空间站共 轨飞行，形成独具特的在轨编队飞行 模式，将引领空间在轨服务技术的未来 发展方向。
总而言之，“天宫”将在控制、信息、 物资补给、运营、应用效益等多个方面 达到当代国际先进水平并有所超越，而 且在建造和运营上更为经济合理。
问：天宫空间站的实验条件 怎么样？
答：空间站非常重要的一项工作 是开展科学实验。“天宫”本身提供了 微重力实验环境，可以通过天地往返将 实验样品带回地面。
“天宫”规划了 23个密封舱内的 空间实验柜，同时舱外暴露实验平台、 舱外机械臂、专用货物气闸舱、航天员
▲中国空间站核心舱
▲砷化镓柔性太阳能电池帆板
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