中国空间站：上九天揽月成为事实

段永利

国际空间站运行23年以来已经接待了多国的200多位宇航员。2011年美国国会立法禁止美中航天合作，此后中国开始独立发展空间站项目。

国际空间站预计在2024年退役。美国媒体报道说，如果美国及其合作伙伴不给国际空间站“续命”“延寿”，那么2024年后，中国的“天宫号”将成为地球轨道上唯一的载人空间站。

揭开神秘面纱

早在1992年9月21日，中共中央批准中国载人航天工程按“三步走”发展战略实施，至2021年6月17日，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。

中国空间站长啥样？

据了解，中国空间站整体呈T字构型，基本构型包括1个核心舱（天和核心舱）和2个实验舱（问天实验舱、梦天实验舱）。核心舱居中，实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。天宫空间站的基本构型成功组建后，未来可根据需求，在核心舱的前端增建一舱或三舱组成空间站“十”、“干”字型的扩展构型。

其中，天和核心舱全长16.6米，竖立起来，比5层楼还要高。最大直径4.2米，比高铁车厢的宽度还要大一些，可供3名航天员长期在轨驻留，是我国目前研制的最大航天器。

正如航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰接受记者采访時所说：神舟飞船就相当于是一辆轿车，天宫一号和天宫二号空间实验室相当于是一室一厅的房子。到了空间站，它应该是三室两厅还带储藏间。

空间站怎么建？

根据飞行任务规划，目前我国空间站的建造分空间站关键技术验证（再生生保技术、机械臂技术、出舱活动技术）和空间站建造两个阶段实施，预计今明两年完成中国空间站建设。

在谈及任务规划安排时，中国载人航天工程办公室主任郝淳说，“神舟十二号载人飞船上，有3名航天员组成，他们将在轨驻留3个月。今年9月和10月将分别实施‘天舟三号货运飞船和‘神州十三号载人飞船的飞行任务。其中，载人飞船上将有3名航天员组成飞行乘组，他们将在轨驻留6个月，这也是今后航天员乘组在轨驻留时间的常态。明年将进入空间站在轨建造阶段，一共规划了6次飞行任务，包括两次空间站舱段‘问天和‘梦天的发射任务，两艘货运飞船和两艘载人飞船的发射任务。其中，两艘载人飞船也是分别由3名乘组组成，在轨驻留6个月左右。

建空间站有啥用？

空间站建成后，将是航天员的“太空之家”，也是科学研究的“太空实验室”。按规划，空间站将在轨运行10年以上。中科院空间应用工程与技术中心主任高铭在接受本刊记者采访时说：“在其运行期间，我们将面向人类生存、空间天文、地球科学等领域进行前沿科学探索，开展大规模的空间科学实验、技术试验和空间应用活动，涉及32个主题、65项科学计划。下一步，我们在应用领域还将与国际合作，共同揭示宇宙的诸多奥秘”。

对空间站任务来讲，现在是一舱两船，将来有三舱两船，航天员要对那么复杂庞大的设备进行整体运行管理，此外还要做各种各样的科学实验，就要求航天员们储备更多跨学科的知识。

空间站给谁住？

在空间站的常态化运行中，有3名航天员作为一个乘组长期飞行，乘组定期轮换。轮换期间，最多可有6名航天员同时在空间站工作，完成交接后，前一个乘组乘坐载人飞船返回地球。

此次飞行乘组由聂海胜、刘伯明、汤洪波3人组成，所以他们是第一次入住新“家”。在被问及选飞行乘组会综合什么标准进行选择时，载人航天工程航天员系统总设计师、中国航天员科研训练中心研究员黄伟芬说，“在进行四个乘组选拔的时候，我们统筹考虑了四次任务的特点，针对每一个航天员的个体特点和任务的匹配性，考虑他们的经验、年龄、新老搭配、彼此间的心理相融性和协同配合能力，采用以老带新的模式。对于神州十二号飞行任务的乘组来讲，考虑到首次飞行、首次出舱的挑战很大，选择了有过两次飞行、有组合体飞行、空间手控交会对接经验的航天员聂海胜担任指令长。刘伯明在神七时有过出舱活动的经验。汤洪波作为神十一备份航天员，也说明他的表现很出色。而且他们三人在训练时配合很默契。”

3名航天员顺利进驻天和核心舱，这是黄伟芬第7次送自己选拔培训的航天员上太空。未来将有不同国家、不同类型的航天员入驻。

在空间站怎么生活？

北京航天飞控中心空间站任务总师孙军解释说，航天员进驻空间站前几天的主要任务是在搬进新“家”后先好好装修一下，拆包裹、装设备，包括各类信息通信，生活方面诸如餐饮厨房、睡眠区、卫生设施等都要搭建完成。

你知道在太空拆快递什么感觉？快递小哥“天舟货运飞船”满载货物到达空间站，6.8吨捆扎结实的货运物资坐等首批航天员拆件。快递包括货包类（航天员衣食住行用品、部分科学实验载荷、备份舱门等）、推进剂类（燃烧剂、氧化剂）等。

饮食方面，有一种饿，叫祖国妈妈觉得你饿。这一次，“快递小哥”把用纳米气凝胶做成的大冰箱都给送过去啦。天和核心舱内配置了120余种荤素搭配、营养均衡、品种丰富的食品。在不久前公布的视频中，3名航天员过了一把太空“吃播”瘾。

此外，空间站内实现了“移动WiFi”全覆盖，创造了一个智能家居的生活空间。每一个航天员都有一个手持终端，可以根据个人需求通过应用调节舱内照明环境，如睡眠模式、工作模式、运动模式等。航天员还可以视频通话，也可以即时接入移动终端，在空间站享受网络生活。下一批航天员上去前会先问“wifi密码是什么”是不是很接地气？

据黄伟芬介绍说，航天员在太空实施天地同步作息制度，他们每天日出而作日落而息，可以根据实时需要自由调节舱内温度，而且早晨和晚上会跟地面定点沟通，包括航天员的饮食作息，以及当天的工作计划、工作完成情况。地面工作人员会对航天员的睡眠质量进行定期评估，会根据当天工作进展调整次日的工作项目。在3个月过程中，航天员要靠加热湿毛巾擦拭来代替淋浴，用浴帽+免洗洗发液的方式洗头发，当然，他们可能还会遇到各种各样异常情况和突发问题，对他们的身心素质、知识技能都是一个考验。

开启创新模式

不知道你是否看过美国科幻电影《地心引力》，还有美国网剧《太空部队》，都模拟了中国宇航员以及中国空间站的场景，再看看如今中国空间站的机械臂，講真，追中国航天比追剧还痛快。

技术突破

随着中国载人航天工程前两步的成功完成，中国航天已掌握了出舱活动、空间自主交会对接、空间实验室、航天员中期驻留、再生式生命保障以及货运飞船补加等空间站关键技术。

天宫空间站天和核心舱配置的机械臂是目前中国同类航天产品中复杂度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统。中国航天科技集团五院空间站机械臂控制系统主任设计师梁常春说，核心舱机械臂采用“肩3+肘1+腕3”的关节配置方案，展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量，可以将物体运送至空间站外部的任何位置，是空间站任务中的“大力士”。为实现整个机械臂的平稳运行和精确定位，空间站机械臂各处装有“控制大脑”。

此外，天和核心舱配置了四台霍尔电推进发动机，这是人类载人航天器上首次使用电推进，可大大降低空间站用于轨道维持的燃料消耗。首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼，有着体积小、展开面积大、功率重量比高的特点，可在低轨道上为空间站供能十年。空间站使用了第三代中继终端产品，通过与中继卫星天链一号和天链二号建立中继链路，实现中继通信。该终端采用了集成化、模块化的设计思路，在保证传输信号质量的同时，方便航天员维修更换。

应用规划

“我国空间站主要规划了4个研究领域的研究工作，分别是空间生命科学与人体研究、微重力物理科学、空间天文与地球科学，以及空间新技术与应用。例如，我们创新提出了哺乳动物太空生命孕育的前沿研究，希望能够首次在太空成功孕育出小鼠后代，为未来动物甚至人类的太空生殖、发育和繁衍奠定重要基础。另外，我们提出了在空间站建立氢钟、铷原子钟、锶原子光钟组合而成的空间原子钟组，预计实现达10-18量级日稳定度的时间频率信号，有望在相对论高精度检验、全球重力位测量等方面取得重要研究成果。再比如，我们规划了超冷原子物理系列研究，计划实现100 pK甚至更低温度的玻色-爱因斯坦凝聚，在极低温量子新物态研究方面取得新的科学发现。同时，我们安排了与空间站共轨飞行的巡天望远镜（CSST），支持开展长期的天文观测研究，在必要时这个望远镜可对接到空间站上进行维护和更换后端模块，预期在宇宙大尺度结构形成和演化、早期恒星和星系的形成等重大科学问题方面取得突破。” 中国科学院空间应用工程与技术中心战略规划室主任张伟在接受本刊记者采访时说。

国际合作

不久前对中国宇航员进入空间站发出祝贺的美国航天局局长比尔·纳尔逊（Bill Nelson）将中国称作是在太空领域“咄咄逼人的竞争者”。今年5月他在美国国会听证美国资助载人登月项目时警告说，美国对中国的太空发展不能掉以轻心。不过世界安全基金会项目规划主任布莱恩·维登 （Brian Weeden）则认为，把中国渲染为严峻威胁不妥。

张伟说：“中国空间站面向世界开放，如今已经确定了17个合作国家。空间站在挑选国际合作项目时，往往首先要组建国际评审组，评估标准主要包括：科学意义与价值;工程可实现性;研究与合作基础。”

今年是世界载人航天事业60周年，中国空间站代表航天事业在传承中前行，空间站的建设，不是中国航天梦的终点，中国载人航天的下一个目的地是月亮，更远点的梦想是火星。嫦娥奔月、夸父追梦的古老传说正行走在路上……