天和揚(yáng)帆 筑夢天河（科技自立自強(qiáng)·逐夢深空）

圖為中國空間站天和核心艙成功發(fā)射。

新華社記者 周佳誼攝

　　海南，文昌航天發(fā)射場。

　　一束耀眼光柱刺破云霄，長征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭將中國空間站天和核心艙精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道。此次發(fā)射任務(wù)的成功，標(biāo)志著中國空間站在軌組裝建造全面展開，為后續(xù)關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和空間站組裝建造順利實(shí)施奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　空間站“第一塊積木”上天，后續(xù)將建成“三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間”

　　天和核心艙是中國空間站最關(guān)鍵的艙段，是空間站的管理和控制中心。

　　如果說空間站是大樹，核心艙就是樹干，其他艙段都會(huì)安裝在它的接口上，像枝葉一樣，向外延伸。所以，核心艙有一個(gè)龐大的“軀體”和結(jié)實(shí)的“身板”，它重達(dá)20多噸，長度比5層樓房還要高，直徑4.4米，比火車車廂還要寬不少，供航天員工作生活的空間大約有50立方米。

　　在太空中建房子，就像是“搭積木”。天和核心艙是第一個(gè)上天的艙段，是整個(gè)空間站最基礎(chǔ)的部分，被視為“第一塊積木”。

　　核心艙包括節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙和資源艙3個(gè)部分，有3個(gè)對(duì)接口和2個(gè)停泊口。停泊口用于連接兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，一起與核心艙組成空間站組合體。對(duì)接口用于載人飛船、貨運(yùn)飛船及其他飛行器訪問空間站，另有一個(gè)出艙口供航天員出艙活動(dòng)。其中，核心艙前端的兩個(gè)對(duì)接口接納載人飛船對(duì)接�？�，后端的一個(gè)對(duì)接口接納貨運(yùn)飛船停靠補(bǔ)給。對(duì)接口可以支持其他飛行器短期停靠，并接納新的艙段對(duì)接，擴(kuò)展空間站規(guī)模。除了含有全套生命維持裝置外，核心艙還負(fù)擔(dān)了航天員初期駐留以及科研所需的全部物質(zhì)條件，支持3名航天員長期在軌駐留。

　　核心艙是我國目前研制的最大、最重的航天器。想把這個(gè)“大塊頭”托舉上天，只有長征五號(hào)B運(yùn)載火箭這個(gè)“大力士”能夠勝任。作為我國目前近地軌道運(yùn)載能力最大的新一代運(yùn)載火箭，長征五號(hào)B火箭近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級(jí)，2020年5月首飛成功，今年4月29日是其首次應(yīng)用性發(fā)射。

　　此次發(fā)射任務(wù)有多重要？中國航天科技集團(tuán)有限公司一院長征五號(hào)B運(yùn)載火箭系統(tǒng)總指揮王玨這樣描述：“這次任務(wù)既是空間站建設(shè)工程的開局之戰(zhàn)，也是空間站建設(shè)和關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的奠基之戰(zhàn)，只能成功，不能失敗�！�

　　據(jù)介紹，火箭研制團(tuán)隊(duì)相繼攻克了超大整流罩研制、大直徑艙箭連接分離、大推力直接入軌偏差精確控制等核心技術(shù)，并為運(yùn)載火箭事先規(guī)劃了應(yīng)急軌道，這也是我國首次在非載人火箭上應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)。這枚火箭還突破了“零窗口”發(fā)射技術(shù)，將“零窗口”拓展到±1分鐘的“窄窗口”，發(fā)射時(shí)間窗口變長，能更好滿足后續(xù)實(shí)驗(yàn)艙與核心艙進(jìn)行空間交會(huì)對(duì)接的需要。

　　火箭升空后，西安衛(wèi)星測控中心及時(shí)快速完成目標(biāo)捕獲，并對(duì)火箭和核心艙完成長時(shí)間穩(wěn)定跟蹤，護(hù)送目標(biāo)順利進(jìn)入預(yù)定軌道。

　　空間站“T”構(gòu)型的組合體包含了天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙。其中，核心艙是空間站組合體控制和管理主份艙段，而問天和夢天實(shí)驗(yàn)艙均為大規(guī)模艙內(nèi)外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)載荷支持艙段，3個(gè)艙的活動(dòng)空間總共能夠達(dá)到110立方米。正如中國航天科技集團(tuán)有限公司五院的航天專家比喻，如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間。

　　從定位看，空間站將建成國家太空實(shí)驗(yàn)室�！翱臻g站內(nèi)規(guī)劃了一大批空間實(shí)驗(yàn)載荷，入軌后將持續(xù)進(jìn)行科學(xué)研究和實(shí)驗(yàn)，有望產(chǎn)出一大批具有世界先進(jìn)水平的空間科學(xué)和技術(shù)應(yīng)用成果�？臻g站還提供了空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的國際合作機(jī)會(huì)，希望能夠成為一個(gè)造福人類的開放平臺(tái)�！敝袊�載人航天辦公室主任郝淳說。

　　核心艙上關(guān)鍵技術(shù)完全自主可控，將在后續(xù)運(yùn)行中進(jìn)行驗(yàn)證

　　中國空間站是在近地軌道長時(shí)間運(yùn)行、可滿足航天員長期在軌生活、工作以及地面航天員尋訪的載人航天器，代表了當(dāng)今航天領(lǐng)域最全面、最復(fù)雜、最先進(jìn)和最綜合的科學(xué)技術(shù)成果。

　　中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平認(rèn)為，空間站的設(shè)計(jì)研制，秉持規(guī)模適度、安全可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)高效的理念，總體上體現(xiàn)中國特色和技術(shù)進(jìn)步�？臻g站由我國自主建造，實(shí)現(xiàn)了百分之百自主可控。

　　在空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，將完成空間站推進(jìn)劑補(bǔ)加、再生生保、柔性太陽電池翼、大型柔性組合體控制、艙外操作、在軌維修等若干關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證，為完成空間站組裝建造和長期運(yùn)營任務(wù)奠定基礎(chǔ)。核心艙上使用了不少關(guān)鍵技術(shù)，都將在后續(xù)運(yùn)行中得到驗(yàn)證。

　　再生生保技術(shù)，讓航天員得到更好補(bǔ)給。此前我國航天員在軌飛行時(shí)間的最高紀(jì)錄是33天，航天員生存所必需的水和氧氣由航天器直接送入太空。為了讓航天員實(shí)現(xiàn)更久在軌停留，空間站設(shè)計(jì)了完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會(huì)通過冷凝水方式回收，排泄的尿液也會(huì)回收凈化，重新作為飲用水和生活用水使用。而電解制氧時(shí)產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學(xué)反應(yīng)生成氧氣。

　　先進(jìn)通信技術(shù)，讓天地通話暢通無阻。核心艙密封艙內(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)等6個(gè)區(qū)域。航天員手握一部手機(jī)，能夠?qū)崿F(xiàn)航天員之間快速通話，還能通過手機(jī)APP控制不同區(qū)域的照明。尤其在中繼終端產(chǎn)品的幫助下，航天員從核心艙往地面發(fā)送語音、視頻、數(shù)據(jù)的速率相當(dāng)于地面5G通信速率的幾十倍，保障地面與空間站的聯(lián)絡(luò)暢通無阻。

　　太空電站技術(shù)，讓能源持續(xù)不斷�！疤�空家園”需要太空電站。核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽電池翼，雙翼展開面積可達(dá)134平方米，這是我國首次采用柔性太陽電池翼作為航天器的能量來源。柔性翼體積小、展開面積大、功率重量比高，單翼即可為空間站提供9千瓦的電能，既能滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，也能保證航天員在空間站中的日常生活。當(dāng)空間站運(yùn)行到太陽無法照射的陰影區(qū)時(shí)，還有鋰離子蓄電池為艙體供電。

　　機(jī)械臂助力建造運(yùn)營。在近地軌道建設(shè)空間站，就意味著需要掌握大型空間設(shè)施的建造技術(shù)和運(yùn)營管理技術(shù)，具備強(qiáng)大的維護(hù)維修升級(jí)能力。此次核心艙配備了一條強(qiáng)大的空間站機(jī)械臂，它主要承擔(dān)著懸停飛行器捕獲、輔助航天員艙外活動(dòng)、艙外貨物搬運(yùn)、艙體狀態(tài)檢查、載荷照料等重要任務(wù)。

　　電推進(jìn)節(jié)省推進(jìn)劑消耗。另一項(xiàng)創(chuàng)新，是核心艙推進(jìn)系統(tǒng)除了采用常規(guī)動(dòng)力以外，還額外配置了電推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，這也是我國首次將電推進(jìn)動(dòng)力應(yīng)用到航天器上。電推進(jìn)系統(tǒng)能夠輔助空間站維持在原定軌道上正常運(yùn)轉(zhuǎn)，可有效節(jié)省核心艙自帶推進(jìn)劑的消耗。

　　空間站任務(wù)還有10次高密度發(fā)射，預(yù)計(jì)2022年前后完成在軌建造

　　接下來，核心艙將按照既定程序開展在軌工作，等待天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十二號(hào)載人飛船的到來。

　　總體上看，中國空間站任務(wù)分為關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證、組裝建造和運(yùn)營3個(gè)階段，目前正處于關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段，主要目標(biāo)就是對(duì)建造技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，確保完成后續(xù)建造。

　　按計(jì)劃，今年還將執(zhí)行發(fā)射兩艘天舟貨運(yùn)飛船和兩艘神舟載人飛船共計(jì)4次任務(wù)。到了組裝建造階段，明年共計(jì)規(guī)劃了6次任務(wù)，分別發(fā)射問天和夢天實(shí)驗(yàn)艙、兩艘天舟貨運(yùn)飛船、兩艘神舟載人飛船，最終于2022年前后完成空間站在軌建造。轉(zhuǎn)入運(yùn)營階段后，我國每年將定期發(fā)射載人飛船和貨運(yùn)飛船，確保中國空間站長期有人駐留。

　　為了搭建空間站，我國“明星”火箭輪番上陣。其中，空間站各艙段將由長征五號(hào)B運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場發(fā)射，“快遞小哥”貨運(yùn)飛船將由長征七號(hào)運(yùn)載火箭在文昌航天發(fā)射場發(fā)射，神舟載人飛船將由長征二號(hào)F火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射。這將是我國航天歷史上首次呈現(xiàn)多型長征火箭執(zhí)行同一任務(wù)的情況。

　　自上世紀(jì)90年代初，我國載人航天工程正式啟動(dòng)，規(guī)劃了“三步走”目標(biāo)。第一步是載人飛船階段，在此期間完成了載人飛船的研制，實(shí)現(xiàn)了航天員天地往返等目標(biāo)。第二步是空間實(shí)驗(yàn)室階段，在這一階段，不僅掌握了出艙、交會(huì)對(duì)接技術(shù)，對(duì)航天員中期駐留太空進(jìn)行了驗(yàn)證，還成功驗(yàn)證了推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)，完成了運(yùn)送貨物補(bǔ)給等任務(wù)。第三步就是空間站建設(shè)階段，我國將建造長期有人照料的空間站。

　　“載人航天‘三步走’是一脈相承的�！敝芙ㄆ秸f，中國空間站建成后，不是一成不變，而是能夠進(jìn)一步擴(kuò)展，為未來留有發(fā)展空間。根據(jù)新的科技需求，將來中國空間站還可以對(duì)接更多的艙段，也可以通過在軌維修、在軌技術(shù)升級(jí)等方式來滿足要求。目前空間站設(shè)計(jì)在軌飛行10年，具備延壽到15年的能力�！拔覀儚脑O(shè)計(jì)開始就開展了長壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設(shè)計(jì)，相信中國空間站會(huì)運(yùn)行得更久。”