什么是空间站任务「新手必看：什么是空间站」

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来源：人民日报

揭秘中国空间站(深度观察)

如果你开了酒吧

我们今天发布“深度观察”这个新专栏。

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2020年5月5日，在中国文昌航天发射场，长征五号的首次发射B运载火箭，成功将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入太空轨道。5月8日，新一代载人飞船返回舱成功着陆并返回，实验取得了圆满成功。这也是中国空间站在轨建造阶段的首次任务，期待已久的中国空间站建设大幕终于拉开。

上世纪90中国的载人航天工程始于20世纪90年代，规划了“三步走”战略。发射载人飞船将中国宇航员送入太空，在太空中走出机舱、发射空间实验室，现在已经到了第三步，即“建造空间站，解决规模大的问题、长期维护的空间应用”。随着空间站项目的全面发展，中国已经正式进入“太空站”。

按规划，空间站将会是2022围绕着。届时，它将在高海拔地区运行340—450公里的近地轨道，在轨飞行可以达到10年以上，支持大规模空间科学实验、技术和空间应用活动。而且，通过空间维护可以延长使用寿命，还可以扩大它的规模。

太空站长是什么样的？

整体呈T字构型，有三间小屋。如果你把神舟飞船比作一辆汽车，天宫一号和天宫二号相当于一室一厅，空间站就像三室两厅，带储藏室

中国空间站的名字很有中国特色，命名为“天宫”(参见示意图)，一般居住3人，宇航员轮换的时候最多能达到6人，建成后将成为中国在轨长期稳定运行的国家空间实验室。

中国载人航天工程总设计师周建平介绍，空间站的基本配置是3个舱段，1核心舱，2实验舱。每个小屋都是20吨级，三舱组件的质量约为66吨。整个空间站T字构型，核心中心，实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接到两侧。其中，核心舱用于控制整个空间站组件，两实验舱分别用于生物、材料、微重力流体、基础物理学等科学实验。

中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱形象地比喻道：“如果神舟飞船是一辆汽车，那么天宫一号和天宫二号就相当于一个一居室，空间站就像三室两厅，带储藏室。”

核心舱被命名为“天和”，全长16.6米，最大直径4.2米，发射质量22.5吨，可支持3宇航员在轨道上停留很长时间，它是目前中国研制的最大的航天器。它是空间站的管理和控制中心，它也是宇航员生活的主要地方，它还可以支持少量的空间科学实验和技术实验。为了让宇航员在太空的长期生活更加舒适，核心舱的设计有很大的突破，宇航员工作和生活的空间50立方米，加上两实验舱后，宇航员的活动空间整体已经达到110立方米。

核心舱包括节点舱、生命控制舱和资源舱，有3成对的接口和2Geberthing港。停泊口用于连接两实验舱，与核心舱组装形成空间站组合体。是的，接口是用于载人飞船的、货船和其他飞行器参观空间站，还有一个供宇航员出舱的舱门。其中，核心舱前端的两个对接接口接受载人飞船的对接，后端的对接接口接收货船的对接供应。该接口可以支持其他飞机的短期停放，并接受新舱段的对接，扩大空间站规模。

中国航天科技集团五院空间站系统总设计师章昊介绍，核心舱是空间站的主控舱，整个空间站的主要飞行姿态、动力性、控制用的载人环境。核心舱大柱截面直径4.2米，小柱径2.8米。大圆柱部分主要是航天员工作和实验的地方，小柱段是航天员的睡眠区和卫生区，保证航天员的生活和正常居住。

实验舱Ⅰ名为“问天”，主要任务是在舱内和舱外空间进行科学实验和技术实验，也是航天员的工作生活场所和应急避难场所。实验舱Ⅰ配备专门的气闸舱，供航天员出舱活动，支持航天员出舱活动，配有小型机械臂，可以进行舱外载荷的自动安装操作。实验舱Ⅰ它具有核心舱的一些关键平台功能，这意味着当需要时，它可以执行空间站的全部管理和控制。

实验舱Ⅱ名为“梦天”，并有一个实验舱Ⅰ相似的功能。实验舱Ⅱ它还配备了专门的货物气闸舱，在宇航员和机械臂的帮助下，辅助商品、自动装卸舱。

空间站项目还包括航天飞机运输系统和货物运输系统。天地往返运输系统由神舟载人飞船和长征二号组成F运载火箭组成，宇航员和一些材料往返于空间站。神舟载人飞船可以支持3一位著名的宇航员实现了天地往返，它还可以在空间站对接期间充当救生艇，用于宇航员的紧急救援和返回。

空间站的货物运输系统由天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成。货船为空间站运送宇航员的生活物资、推进剂、设备和其他用品。

在空间站的建造阶段，长五B火箭还承担着将空间站舱送入轨道的重要任务。中国的空间站还有另一个重要的未来计划，空间站建成后，十几吨的光模块将单独发射，与空间站保持在同一轨道上。光学舱被命名为“巡天”，拥有自主飞行的能力，在正常任务中，与空间站一起在轨道上飞行，进行高分辨率的天文观测，开展天体物理学和空间天文学研究。当需要燃料供应和设备维护时，光学舱可以与空间站对接，进行推进剂补充和设备维护，提高自我服务寿命和工作绩效。

“计划在光学舱内架设一架两米望远镜。如果在轨道上10年，可以对40%用于观测的上述天空区域。”周建平说。这套望远镜，它可以源源不断地为科学家研究宇宙学和天文学提供大量的观测数据。

中国空间站的设计与发展，坚持适度规模、安全可靠、现代技术、经济高效的概念，整体上体现了中国特色和技术进步。周建平说，中国的空间站可以进一步扩大，为以后的发展留有余地。根据空间科学研究和应用的需要，可以停靠更多舱段，也可以在轨道上修复、在轨技术升级等方式满足需求。中国空间站的R&D，遵循适度规模的原则，有利于控制工程造价，突出载人航天特色，充分发挥人在空间中的作用。

空间站怎么建？

分为关键技术验证、建设和运营3分阶段实施。长五B首飞后，将陆续推出“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱。宇航员将多次出舱，参与空间站的建设

根据飞行任务规划，空间站项目分为关键技术验证、建设和运营3分阶段实施。中国载人航天工程办公室副主任林锡强介绍，完成空间站的建设，共策划12次要任务。在长五B首飞后，将陆续推出“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱，进行空间站基本构型的在轨组装和建造，发射也在计划之中4神舟载人飞船和4一艘天舟货船，为航天员进行乘员轮换和货物补给。

“未来的11第二次任务是高密度发射任务，充满了新技术和挑战，传输频率和任务复杂度大大提高。”周建平在接受采访时说。这也将是一门非常光荣的实验课。11子任务的完成，意味着中国空间站将正式建成。

空间站的测试核心模块计划在2020启动之前和之后，目的是验证空间站的关键技术。验证完成后，将陆续发射两实验舱与之对接，空间站也将从建造阶段转入运营阶段。从核心舱阶段开始，宇航员也将开始实际参与空间站的建设，承担许多任务。例如，他们不得不多次执行复杂的出站活动。届时，宇航员可以使用机械臂来协调负载的在轨安装、调试、等待升级。

实际上，在近地轨道建造空间站，意味着你需要掌握大型航天设施的建造技术和运行管理技术，有很强的维护和升级能力。宇航员走出舱外，使用机械臂，都是重要的手段。

“一名宇航员在舱内操作机械臂，一名宇航员在太空行走。无论是机舱换位、大型设备的移动，还是宇航员本身的运动，所有这些都可以通过机械臂来完成。”周建平说，“空间站设计有两种类型的机械臂，人机合作，使得建造和维护空间站成为可能。”

“将材料运送到太空的成本非常高，开展物料回收，提高物料回收率，是世界载人航天关注的重大技术问题。”周建平说。

通过新的技术支持，中国航天员在空间站的补给将得到更好的保障。此前，中国航天员在轨飞行的最高纪录是33天，宇航员生存所必需的水和氧气是由飞船直接带入太空的。为了让宇航员在轨道上停留更长时间，空间站设计了一套完整的可再生生命保障系统。电解宇航员呼出的氧气和二氧化碳产生的氢气，化学反应会产生氧气，这也可以减少对氧气供应的需求。

如此庞大的空间站系统，需要强大的动力保障。空间站的电力系统由两对组成“翅膀”——单翼展30赖斯的柔性太阳能机翼。这个系统可以为空间站提供可靠性、充足的不间断电源。此外，空间站将采用电推进技术作为空间站轨道维护的动力装置，这将大大减少空间站运行期间推进剂补给的需求。

空间站有什么用？

在轨运行期间，将面临前沿科学探索、人类生存和空间活动，支持大规模空间科学实验、技术和空间应用活动

空间站建成后，将会是宇航员的“太空家园”，也是科研“太空实验室”。一流的空间实验平台，将为科学家取得世界级突破提供有力保障。

按规划，空间站将会是轨运行10年以上。在环绕地球的轨道上，将面临前沿科学探索、人类生存和空间活动，支持大规模空间科学实验、技术和空间应用活动。

载人航天工程空间应用系统专家说，中国的空间站不仅仅是中国科学家的，也是全世界科学家的科学探索平台，穿过空间站的平台，预计会出现更多的科学成果，揭示宇宙的许多奥秘。

空间站资源非常宝贵，经过科学慎重的选择，空间站将被安装，包括生物、材料科学、基础物理学、微重力、与流体类别相关的科学研究和实验设施。

包括与空间站一起在轨道上飞行的巡天望远镜，空间站计划在密封舱内部署十多个科学实验柜、舱外暴露实验平台。这些科学实验室橱柜，每一个都可以看作是一个小型的空间实验室，支持一个或多个方向的空间科学和应用研究。

明确地，就人类生存而言，空间站将致力于人类长期太空生存和提高地面生活质量的研究和应用。就空间活动而言，支持空间站开展远程科学技术、在轨组装和维护、人机操作等应用技术的测试验证，提高人类空间活动和在轨服务的能力，扩大人类活动的范围。

在空间站里，宇航员是空间站的居民，也是研究的对象。例如，迄今有11一名中国宇航员出色地完成了这项任务6载人航天任务，同时也有效验证了航天员选拔训练技术和健康、还有生活和工作，为未来空间站的长期飞行奠定了坚实的基础，它提供了强有力的技术支持和保障。太空站，围绕航天员的科技研究还会继续。

“我们的目标是建立并运营一个国家空间实验室，为空间科学研究和应用提供全面支持，推动中国空间科学研究进入国际先进行列，不断转化和应用先进的科技成果。”中科院空间应用工程与技术中心主任高明说。

谁将住在空间站？

在空间站的正常运行中，有3一名宇航员作为一个机组成员飞行了很长时间，小组定期轮换。未来会有不同类型的宇航员，比如飞行工程师和科学家

目前，执行空间站建造阶段四次要任务的航天员乘组已经选定，任务训练正在进行中。我国第三批预备航天员的选拔也将在今年进行7这个月左右完成。

在空间站的正常运行中，有3一名宇航员作为一个机组成员飞行了很长时间，小组定期轮换。旋转周期，最多6两名宇航员同时在空间站工作，在移交完成后，前一组乘载人飞船返回地球。

相比之前中国大约两年一次的载人航天，空间站建设和运营期间每年有多次发射，需要的宇航员类型、会有更多的人。

目前，我们的航天员都是从现役空军飞行员中选拔出来的，他们主要是太空飞行员。空间站将进行空间科学实验，除了良好的身体素质这一共同要求之外，未来需要不同类型的宇航员，如航空航天飞行工程师和载荷专家(科学家)。飞行工程师进行空间站的建造、维护和其他任务，科学家也是负荷专家，你可以在空间站的太空实验室里做实验。根据空间站的实验项目，选择具有相关专业背景的科学家进行培训，也是航天员选拔培养的一个主要方向。

中国首位进入太空的宇航员杨利伟介绍，我国从2018第三批宇航员于2000年开始选拔，这种选择是有数量的、种类、范围已经改变。不仅来自空军飞行员，还要选择学会的相关领域，如相关工业部门和科研院所、大学。

空间站任务也要求宇航员具备更多能力。未来，宇航员在轨道上的停留时间大大延长了。目前，中国宇航员最长的记录是在太空停留1个月，将来会是3个月、6几个月或更久。宇航员的技术技能将发生巨大变化。过去，宇航员在太空中所做的大部分是飞行中的实验，未来空间站建设阶段，宇航员在舱外空间做很多工作。

载人航天工程航天员系统副总设计师黄进一步解释，在空间站任务，空间站有许多舱室、运行时间长，宇航员每天需要花费大量时间维护空间站和管理，还必须参与空间站组装、建造，维护空间站、维护和设备更换。同样，空间站任务，宇航员必须完成大量的空间科学实验、技术和有效载荷操作，很多学科，跨度最大值，对航天员的专业知识储备和科学素养提出了极高的要求。

执行神舟十一号飞行任务的航天员陈东说，空间站在轨飞行时间长，还会有更多的实验项目，我希望通过加强学习，成为一名科学宇航员，实验可以独立设计，“以后在太空我自己做，感觉一定很棒。”

记者 余建斌 刘诗瑶

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