這就是中國優(yōu)勢 | 科技優(yōu)勢（一）天宮空間站：開啟太空定居的新時代

【導(dǎo)語】“可上九天攬月，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還?！边@是一種豪情與詩意，也是當(dāng)今中國正創(chuàng)造的奇跡。中國人對未知的好奇、對探索的渴望、對困境的思考以及對美好未來的期待，推開了一扇扇嶄新世界的大門：空間探測、生物醫(yī)藥、人工智能、量子科學(xué)……中國科技創(chuàng)新的步伐從未停止。正如習(xí)近平總書記所說，一切偉大成就都是持續(xù)奮斗的結(jié)果，一切偉大事業(yè)都需要在繼往開來中推進。新時代必將是大有可為的時代。

2021年是中國空間站的開建之年。2021年4月29日，長征五號B遙二運載火箭搭載著中國空間站首個艙段——天和核心艙，在海天之間劃出一道長長的尾焰，飛向太空，拉開了中國空間站在軌組裝建造的大幕。

2022年是中國空間站建造的決戰(zhàn)決勝之年。按照載人航天工程總體規(guī)劃，今年將組織實施問天艙、夢天艙、貨運飛船、載人飛船等6次飛行任務(wù)，天宮空間站預(yù)計在年底完成建造，進入運營階段。中國人在太空有個家的愿望正逐步從夢想照進現(xiàn)實。

2021年4月29日11時23分，中國空間站天和核心艙在我國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道，任務(wù)取得成功。（圖源：新華社）

中國正跨入空間站時代

中國空間站，整體被命名為“天宮”，這是中國人特有的對于天闕最浪漫的想象。天宮空間站由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三個艙段構(gòu)成。三艙飛行器依次發(fā)射成功后，將在軌通過交會對接和轉(zhuǎn)位，形成“T”構(gòu)型組合體，長期在軌運行。

中國空間站模擬圖。（圖源：中國航天科技集團五院）

作為搭建天宮空間站的第一個模塊，天和核心艙是目前中國自主研制的規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的航天器。其全長16.6米，長度超過五層樓高度，最大直徑為4.2米，比火車的車廂還要寬不少，體積比國際空間站任何一個艙位都大。神舟七號飛船上航天員的活動空間大概是7立方米，天宮一號的這一數(shù)字約為15立方米，天和核心艙是50立方米，再加上未來兩個實驗艙，整體能達到110立方米，可供長期3人，短期6人駐留。

航天專家曾形象地比喻：“如果神舟飛船是一輛轎車，那么天宮一號和天宮二號相當(dāng)于是一室一廳的房子，空間站則像是三室兩廳還帶儲藏間。”

輔助航天員工作的“最佳助理”

天宮空間站構(gòu)型極其復(fù)雜，艙體多。為此，天和核心艙配置了靈活的“大腦”和“神經(jīng)”——數(shù)管分系統(tǒng)，設(shè)計了可隨時調(diào)節(jié)體溫、相當(dāng)于冷暖空調(diào)的“皮膚”——熱控分系統(tǒng);裝備了強大有力的“手臂”——大型空間機械臂。

天宮空間站機械臂項目曾入選“中國智能制造十大科技進展”，“全部核心部件實現(xiàn)國產(chǎn)化，負載自重比、操控精度等指標(biāo)達到世界領(lǐng)先水平”，是中國空間站組裝建造、運營管理、維護服務(wù)和空間應(yīng)用的核心裝備，是輔助航天員工作的“最佳助理”。

“衣食住行”一應(yīng)俱全

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)六個區(qū)域。不僅能夠保證每名航天員都有獨立的睡眠環(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、折疊桌等家居，還配置了太空跑臺、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。

此外，天和核心艙的艙內(nèi)情景照明可由手機APP控制。核心艙專門配置了天地視頻通話設(shè)備，可實現(xiàn)與地面的雙向視頻通話，還有支持航天員收發(fā)電子郵件的測控通信網(wǎng)和相關(guān)設(shè)備。

從飲食睡眠到醫(yī)保鍛煉，再到視頻通話，中國人的太空之家既舒適又便利。

空間站產(chǎn)品全部國產(chǎn)化

2021年10月16日，神舟十三號飛船成功對接于天和核心艙徑向端口。（圖源：中國空間技術(shù)研究院）

60年前，蘇聯(lián)用世界上第一個載人航天器“東方1號”飛船，將宇航員加加林送上太空。10年后，又發(fā)射了世界上第一座空間站“禮炮1號”。國際空間站于1998年開工建設(shè)，由美國、俄羅斯、加拿大、日本等16國聯(lián)合，2010年投入使用。相比之下，中國空間站的起步并不算早，中國載人航天工程始于1992年，分“三步走”戰(zhàn)略，建造空間站即為第三步。

中國空間站建造雖然起步晚，但起點高，規(guī)模雖不大，但經(jīng)濟適用性較高，已達到世界第三代空間站水平，建造空間站運用的一些技術(shù)處于國際先進行列。比如首次被應(yīng)用到空間站上的再生生保技術(shù)。中國空間站上配備了冷凝管冷凝干燥組件，該組件可以將水汽收集起來，然后通過復(fù)雜的凈化之后，就可以直接食用。

中國空間站在總體規(guī)模上不及國際空間站，這主要是在建設(shè)思路上按照符合中國國情，綜合當(dāng)前需求和耗費等因素，采用規(guī)模適度、留有發(fā)展空間的思路，既滿足重大科學(xué)研究項目的需要，又同時具備擴展和支持來往飛行器對接的能力。

值得關(guān)注的是，中國空間站由中國自主建造，實現(xiàn)了產(chǎn)品全部國產(chǎn)化，部組件全部國產(chǎn)化，原材料全部國產(chǎn)化，關(guān)鍵核心元器件100%自主可控。基于后發(fā)優(yōu)勢，中國空間站使用了更加先進的信息電子技術(shù)，相比國際空間站，已經(jīng)實現(xiàn)了更新?lián)Q代。

史上最復(fù)雜的推進系統(tǒng)

2021年11月7日在北京航天飛行控制中心拍攝的神舟十三號航天員翟志剛出艙畫面（圖源：新華社）

為實現(xiàn)至少在軌運行15年的設(shè)計壽命要求，天和核心艙作為天宮空間站的“大腦”，其推進系統(tǒng)成為目前中國航天飛行器推進系統(tǒng)中最復(fù)雜的一個，并實現(xiàn)了多個高難度技術(shù)突破。

第一個首次，是較2017年天舟一號貨運飛船“太空加油”，核心艙推進系統(tǒng)首次實現(xiàn)了完全自動化的高難度技術(shù)突破?？蒲腥藛T研制出全新的自動補加程序，使不再需要地面指令干預(yù)或是航天員的輔助，即可實現(xiàn)完全自主補加。

第二個首次，是核心艙推進系統(tǒng)除了配備4臺軌控發(fā)動機、22臺姿控發(fā)動機這些在航天技術(shù)中常用的常規(guī)動力以外，還額外配置了4臺霍爾電推進發(fā)動機，首次將電推進動力應(yīng)用到航天器上。

空間站在圍繞地球運轉(zhuǎn)的過程中，會因為地球引力影響軌道高度，需要發(fā)動機消耗額外推進劑來抬升軌道。霍爾電推進系統(tǒng)以其推力小、精確調(diào)整、工作時間長的特性，可有效節(jié)省核心艙自帶推進劑的消耗。中國也繼俄、美、歐之后第四個掌握霍爾電推進技術(shù)。

第三個首次，是航天六院801所研發(fā)團隊在以往可靠性設(shè)計、安全性設(shè)計的基礎(chǔ)上增加了維修性設(shè)計，首次設(shè)計了控制驅(qū)動器、霍爾電推進發(fā)動機氣瓶等設(shè)備可實現(xiàn)由航天員出艙在軌更換維修的方案。

聯(lián)合國稱之為偉大范例

2021年11月19日，在北京故宮午門拍攝的中國空間站過境照片，軌跡為多張照片堆棧。（圖源：新華社）

天宮空間站是目前國際空間站之外唯一的空間站。如果美國及其合作伙伴不給國際空間站延長使用壽命，很可能2024年國際空間站退役后，中國的空間站將成為地球軌道上唯一的空間站。

中國空間站將向所有聯(lián)合國會員國開放;中國空間站歡迎外國航天員來訪;中方正在組織實施同聯(lián)合國外空司合作的中國空間站首批國際合作項目，最快有望在今年年底上行開展實驗研究……美國曾經(jīng)禁止中國使用國際空間站，如今中國卻尤其熱情地邀請其他國家一起遨游“天宮”。

中國空間站向世界開放，展現(xiàn)了中國航天越來越強大的實力。目前已有17個國家、23個實體的9個項目成為中國空間站科學(xué)實驗首批入選項目。聯(lián)合國外層空間事務(wù)辦公室主任西莫內(nèi)塔·迪皮波評價說，中國開放空間站是聯(lián)合國“全球共享太空”倡議的重要組成部分，是一個“偉大范例”。

星空浩瀚無比

探索永無止境

從天宮一號到天宮二號

再到天宮空間站

中國人的太空之家越建越好

在建設(shè)航天強國的偉大征程中

中國探索太空的腳步越走越遠

關(guān)于未來

我們還有很多想象

(資料來源：中國載人航天官網(wǎng)、新華社、中新社、央視新聞、人民日報、科技日報、新京報)