解密中国空间站（上）

●雷炳新 文 赵天 编

6月17日9时22分，搭载“神舟”十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空。六个半小时后，“神舟”十二号和“天和”舱成功对接，随后3名运动员入住中国空间站，开启了太空生活模式。这标志着中国成为世界上继苏联后第二个掌握建设空间站全套技术的国家，中国人终于可以在空间站上进行科学研究实验。这一刻，国人振奋，世界瞩目。

人类的空间站历程，经历了苏联“和平”号——国际空间站——中国“天宫”号的不凡征程。

空间站简史

苏联“和平”号——第一个空间站

人类并不满足于在太空短暂旅游。随着航天技术的进步，苏联率先建成人类第一个可长期居住的太空旅行器——“和平”号空间站。该空间站于1976年初步建成，经过长达20年的后续搭积木式组装，1996年全部建成。建成后的“和平”号空间站，全长87米，可用空间近400立方米，重120吨，在太空运行了15年。2001年1月，完成太空使命的“和平”号空间站按科学家设计坠落南太平洋。

“和平”号空间站规模较大，但自动化程度低。当时的飞船与舱体对接全靠人工驾驶追赶控制，耗时长，难度大。但它依然为人类空间站研究提供了丰富经验和大量的可靠科学研究数据，是人类空间站探索的第一步。

国际空间站——最大的拥有现代设备的空间站

国际空间站是目前在轨运行的最大的空间实验室，由美国、俄罗斯、欧洲、日本、加拿大和巴西六家航天局联合建造运营，是迄今为止规模最大、涉及国家最多、设备现代化的空间国际合作平台。空间站初步建成于1998年，经过十多年的组装，2010年转入全面使用。组建完整的国际空间站长110米，宽88米，高20米，可居住体积约400立方米，重约420吨，由美国、俄罗斯、欧洲航天局11个成员国（法国、德国、意大利、英国、比利时、丹麦、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士）、日本、加拿大和巴西共16个国家联合运营。

国际空间站建成至今，先后有19个国家的230多名宇航员入驻太空生活、研究。空间站装备了现代化科研设备，可从事生物学与生物技术、技术开发与验证、地球与空间科学、物理科学、人体研究等多方面的科学探索。

国际空间站已在轨飞行23年，远超设计寿命。由于设备老旧故障频出，或将于2024年停运。

中国“天宫”号——搭载现代高科技的空间站

中国空间站的建设构想源于1992年。多年来，由于美国的制约、封锁，国际空间站将中国科学家列入“黑名单”，禁止他们登上空间站进行科学研究，从而导致我国对太空的观测研究出现空白，远远落后于世界发达国家。在此严峻形势下，我国科学家提出空间站工程的“三步走”目标：第一步，发射载人飞船；第二步，发射空间实验室；第三步，搭建成较大规模的现代化空间站。

2003年10月，“神舟”五号飞船成功将杨利伟送入太空，标志着我国完成空间站工程的第一步；2011年9月，“天宫一号”成功飞天，标志着我国空间站工程第二步的胜利完成。

如今，我们迈出了空间站工程的第三步：一个搭载高科技、设备最先进的空间站已然升空。

中国空间站长什么样？

中国空间站呈“T”字形结构，将由“三舱两船”在太空“搭积木”陆续组建而成。“三舱”包括“天和”核心舱与两个实验舱“问天”和“梦天”，“两船”是指“天舟”货运飞船和“神舟”载人飞船。

2021年4月29日，“天和”舱首先飞天。“天和”舱是我国“天宫”空间站的主构建和核心部件，是空间站的管理和控制中心，也是航天员生活起居和做实验的主场所，全长16.6米，舱内活动空间110立方米，重22.5吨。由四部分组成：最前端的节点舱、航天员起居锻炼的小柱段、工作区的大柱段、装配发动机和对接口的资源舱。我国的“天宫”空间站就是以“天和”舱为基础，不断通过太空“搭积木”的方式，逐渐扩展而形成的。

“兵马未动，粮草先行”。在三名航天员进入太空之前，5月29日，“天舟”二号货运飞船飞上蓝天与“天和”舱进行了对接。“天舟”二号是我们空间站天地之间的“快递小哥”，此次“送货”的包裹多达160多件，总重量达到6.9吨。这些物品包括航天员在空间站所需的生活用品、实验设备以及用来进行空间站运行维护的两吨推进剂等。

6月17日，“神舟”载着三名中国航天员飞天，随后与“天和”核心舱顺利对接。

至此，我国空间站初步建成，目前在轨运行包括“一舱两船”：前段的“神州”载人飞船、中部的“天和”核心舱以及后面的“天舟”货运飞船。三大部件组成了一个长超过36米，重达45吨的大块头空间器。

随后，我国将在这三大部件的基础上，继续向太空发射两艘实验舱——“问天”号和“梦天”号，它们将对接在核心舱两侧，并最终形成由“三舱两船”五大部件组成的中国空间站。建成后的“天宫”空间站总长约50米，重量将达90多吨，额定航天员3名，预计在轨运行10年以上。

五大部件个个彰显高科技

就拿“天舟”二号货运飞船来说，它的高科技体现在三个方面。

首先是它的物资运送总量达6.9吨，其货运能力远超欧美，领先世界，直接碾压世界现役其他飞船，处于绝对的大哥大地位。另外，“天舟”二号发射重量为13.5吨，货运能力6.9吨，货运载荷比为48%，这在全世界都是当之无愧的第一名。最后还有无与伦比的运输效率：“天舟”二号仅绕地球飞行4圈就可实施对接“交货”，而传统的货运飞船则需要绕地球飞行30多圈方可对接“交货”，就这一点来说，它的运输效率是传统飞船的7倍还多。

景海鹏在天宫二号

而“天和”舱上，舱外智能大型机械臂、视角场远超美国哈勃300倍的太空望远镜、推进剂自动补给系统、更耐用的离子推进器等，处处都呈现着高科技的靓点。

更先进的对接技术

相比于传统的天宇对接，中国空间站各部件之间的太空对接更加先进。

一是采用了全自主对接技术。所谓“全自主”是指航天器飞上天之后，彼此间的对接不需要航天员操控或地面指控中心的指令指导，航天器能在太空自己调整速度、角度、姿势等，进行全自动智能对接。

二是快速对接。“全自主”对接相比于人工参与对接，速度更快，用时更少，一般在航天器飞上太空8小时左右即可完成，极大地缩短了航天员在飞船上的滞留时间，有效地降低了航天员的太空风险。

三是运用了可控阻尼技术。这个技术能够有效缓冲大吨位航天器对接中产生的撞击力，使原本8吨的对接能力能提升到74吨，乃至180吨，大大提升了大型航天器对接的可靠性和安全性。

更智能的并网供电系统

在中国空间站“三舱两船”五大部件组合体模式下，“神舟”飞船会经历最长19天的大面积遮挡周期，面临太阳能电池翼被遮挡，自身无法发电的困境。

为了解决这一问题，空间站采用了并网供电系统：整个空间站系统，各个航天器既能独立发电，其电源的能量又可以相互传送。比如“神舟”飞船无法发电时便可以接受来自核心舱的并网供电。这个并网供电的源头很多，可以来自核心舱，可以来自货运飞船，也可以来自实验舱。整个发电系统被设计成一个“供电大联盟”，空间站的五大部件之间可以根据实时电能的多寡自动调配，相互输送，还可以根据彼此需要进行低压电、高压电的自动转换调配输送。这一设计，保证了空间站每一部件、每一时刻的电力供应。

“太空医院”保障身心健康

在中国空间站航天员的大腿外侧，佩戴着两个格外显眼的银灰色设备，这是中国航天员“太空医院”的专配高科技产品：生理信号测试盒和心电记录装置。

生理信号测试盒用于航天员的心电、呼吸、体温等信号的全程检测、调理和向地面传输；心电记录装置则用于心电信号的实时记录，可以测试航天员的心理状况。如果检测到航天员的心理状况不是很好，“太空医院”就会即时把相关指数发送到地面，由地面心理专家适时进行针对性心理辅导。航天员一旦肌肉疲劳，还可以由“太空医院”来按摩肌肉。

有了“太空医院”的生理、心理保障系统，航天员就可以在空间站这个“智能太空港”里度过安全、愉悦的“太空之旅”。另外，太空自行车、太空厕所等设备也处处展现出最先进的现代高科技。