建成“太空家园” 中国飞天梦圆——中国载人航天跑出新时代 中国航天发展加速度

◎ 本刊记者 蒋向利

2022年11月3日9 时32 分，中国空间站梦天实验舱顺利完成转位。梦天实验舱转位完成标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成，向着建成空间站的目标迈出了关键一步。

北京时间2022年11月30日7 时33 分，在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，神舟十五号航天员乘组从飞船返回舱进入轨道舱。完成各项准备后，翘盼已久的神舟十四号航天员乘组顺利打开“家门”，热情欢迎远道而来的亲人入驻“天宫”。随后，“胜利会师”的两个航天员乘组，一起在中国人自己的“太空家园”里留下了一张足以载入史册的太空合影。

从2021年4月天和核心舱发射到2022年11月神舟十四、十五任务，中国空间站“T”字基本构型组装建造如期完成，展现了中国载人航天30年发展的厚重积淀与强大实力，跑出了新时代中国航天发展的加速度。

中国空间站“T”字构型长这样

中国空间站“T”字基本构型组合体，由天和核心舱、梦天实验舱与问天实验舱形成。“T”字的一竖，是天和核心舱；在其两侧，是“T”字的一横，对称分布问天实验舱与梦天实验舱。

2022年7月，问天实验舱与天和核心舱完成交会对接，中国空间站组合体呈两舱“一”字构型；9月底，问天实验舱转位成功，空间站组合体变为两舱“L”字构型；11月初，梦天实验舱完成转位，三舱最终呈现“T”字基本构型，即以天和核心舱为对称，问天实验舱与梦天实验舱分布于天和核心舱节点舱的两个侧向停泊口。11月30日，神舟十五号载人飞船与中国空间站成功完成全自主快速交会对接，最终形成三舱三船构型，即天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱“三舱”，天舟五号货运飞船、神舟十四号载人飞船、神舟十五号载人飞船“三船”。

中国空间站设计精髓

节省能耗。“T”字构型最大的好处，首先是能够保证质心居中，节省姿态控制所需要的能量。转位后的“T”字构型结构对称，从姿态控制、组合体管理上都是比较稳定的构型，易于组合体的飞行，且由于其受到的地心引力、大气扰动等影响较为均衡，空间站姿态控制消耗的推进剂和其他资源较少。

高效发电效果。两个尺寸、质量特性大体一致的实验舱对向布置，形成“T”字的一横，两对大型太阳翼成为“T”字一横远端的两个“大风车”。这样一来，不管空间站以何种姿势飞行，都能接受到阳光的照射，从而获得高效的发电效果。

保证安全性和可靠性。问天、梦天两个实验舱的气闸舱分别位于“T”字一横的端头，正常工作泄压或异常隔离时均不影响其他密封舱段构成连贯空间，保证了安全性。

作为“T”字那一竖的天和核心舱，在这个对称关系中仍然保持着前向、后向、径向三向对接的能力。后向对接货运飞船，使得组合体可以直接利用货运飞船的发动机进行轨道机动；前向、径向两个对接口不仅可以接纳两艘载人飞船实现轮换，而且保持正常三轴稳定对地姿态时两对接口都在轨道平面内，即可让载人飞船在轨道面内沿飞行方向和沿轨道半径方向直接对接，无需对接后再转换对接口。另外，为让“T”字构型更加稳定可靠，研制团队高度关注中国空间站的系统集成，独创性地一体化设计出整站三舱，构建了一个“组合体核心”，作为“最强大脑”对整个空间站进行统一管理，保证各舱段、飞行器动作协调。

三舱分工明确。2022年，中国空间站进入全面建造阶段，问天实验舱、梦天实验舱与核心舱相继完成交会对接，通过舱段转位操作，将两个实验舱分别停泊于核心舱节点舱对应停泊口，在轨完成空间站“T”字构型组合体组装，以三舱段组合形成基本构型转入运营与应用发展阶段。

天和核心舱作为空间站组合体控制和管理主份舱段。其具备开展交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力，舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区，能够为航天员工作和生活提供舒适良好的保障条件。同时，天和核心舱还具有一定的实验能力，内部配备有高微重力实验柜和无容器材料实验柜。

问天实验舱主要面向空间生命科学研究，舱内搭载了生命生态实验柜、生物技术实验柜等科学实验柜，在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学等领域探索人类长期太空生存所面临的一系列科学问题。除了用于科学实验，问天实验舱还要“兼职”天和核心舱的功能备份，它的气闸舱也是航天员执行出舱任务的主出舱口，其内部还配置了3 个睡眠区、1个卫生间和厨房等设施，为6 名航天员在轨轮换提供条件。

梦天实验舱专注于微重力科学研究，不再配备再生生保以及睡眠区、卫生区。其内部配置了13个科学实验机柜，舱外布置有37 个载荷暴露平台及工位。作为三舱中支持载荷能力最强的舱段，梦天实验舱可以可支持流体物理、材料科学、超冷原子物理等前沿试验项目。

“问天”“梦天”的设计巧思。为兼顾到组合体构型，设计团队全力确保问天实验舱和梦天实验舱的尺寸、质量特性大体一致，从而获得整体构型下较好的动力学特性，而且从布局上都采用了工作舱- 气闸舱- 资源舱的顺序。

航天科技集团五院专家介绍，这一设计，可让实验舱在对接之后，使气闸舱成为所有密封舱组合的“端部”，可以在实验舱出现紧急情况时及时与其他舱段隔离，确保中国空间站在轨稳定运行。

同时，考虑到问天实验舱和梦天实验舱没有前后对接的需求，只在一端对接即可。设计团队对两个实验舱的资源舱采用了传统的小尺寸“实心”布局，外部则布置了帆板和天线。

正可谓“大块头有大智慧”，规模庞大、系统复杂的中国空间站，在细节上处处体现着航天人的巧思，让我们的“太空家园”变得更加舒适高效。随着“梦天”的入列，中国空间站将以全新的姿态迎接未来的太空征程。

中国空间站未来规划

空间站完成在轨建造后，将转入为期十年以上的运营与应用发展阶段，初步计划每年发射两艘载人飞船、两艘货运飞船，航天员将长期在轨驻留，开展空间科学实验和技术试验。有关方面还考虑研发空间站扩展舱段，为进一步支持在轨科学实验和为航天员工作生活创造更好条件。

“建造空间站、建成国家太空实验室，是实现我国载人航天工程‘三步走’战略的重要目标，是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程。”习近平总书记一直高度重视航天事业发展，关注中国空间站“成长历程”。浩瀚宇宙，中国智慧将持续绽放光彩，不断引领人类文明走向更远更美好的未来。