本刊綜合

考考你們，中國空間站的名字叫什么？

沒錯，就是“天宮”。它不同于天宮一號目標(biāo)飛行器、天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，是在太空中建的一個“家”。

建造“家”可不是一朝一夕的事情，需要時間，還有物力、人力等。而且，在太空中“蓋房子”不同于在地球上“蓋房子”，需要事先把一個個艙體和其他部件都做好，送上天后進(jìn)行組裝，就像“搭積木”一樣。

準(zhǔn)備工作完成后，在今年4月29日11時22分，從文昌航天發(fā)射場出發(fā)，長征五號B運(yùn)載火箭以萬鈞之力將中國空間站“第一塊積木”——天和核心艙成功送入太空。這意味著中國空間站在軌組裝建造全面展開。

5月29日20時55分，天舟二號貨運(yùn)飛船發(fā)射升空，并在約8個小時后與天和核心艙完成快速交會對接，將“太空快遞”安全送達(dá)。

6月17日9時22分，聶海勝、劉伯明、湯洪波乘坐的神舟十二號載人飛船由長征二號F遙十二運(yùn)載火箭發(fā)射升空。同日18時48分，聶海勝、劉伯明、湯洪波這3名航天員先后進(jìn)入天和核心艙，成為中國空間站的首批“入住”人員。

…………

中國空間站的建造工作持續(xù)進(jìn)行。對于這個在太空中的“家”，你們是不是有很多疑問呢？這個特殊的“家”長啥樣？用于搭建“家”的“積木”有什么特點(diǎn)？天舟二號貨運(yùn)飛船送了哪些東西？……接下來，小編帶你們一起來了解，將心中的問號“拉直”！

四問“天宮”

如果神舟飛船是一輛轎車，“天宮一號”和“天宮二號”就相當(dāng)于一室一廳的房子，那中國空間站就是三室兩廳的房子，還帶儲藏間，算是“豪宅”了。

知識卡片：

空間站是一種在近地軌道長時間運(yùn)行、可滿足航天員長期在軌生活和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。

一?為什么要建中國空間站

空間站長期“飛”在天上，處于失重狀態(tài)，工業(yè)、醫(yī)學(xué)、材料等領(lǐng)域的許多技術(shù)在失重環(huán)境下能更好地實(shí)現(xiàn)。

向下，空間站可對地偵察、觀測氣象、提供通信服務(wù);向上，可進(jìn)行天文觀測，作為未來去往月球、火星的中轉(zhuǎn)站、補(bǔ)給站。更重要的是，它能為空間科學(xué)研究提供長期穩(wěn)定的平臺，為人類在太空生活積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。

二 具體位置在哪里

蓋房子選址很重要，在太空中蓋房子更是如此，不能隨意。

中國空間站和其他空間站、太空實(shí)驗(yàn)室一樣，都在距地面400千米左右的近地軌道上運(yùn)行。這可不是因?yàn)樗鼈兿矚g“扎堆”湊熱鬧。如果飛得太低，大氣阻力會使飛行器越飛越慢，在地球引力的拉扯下越飛越低，得消耗更多燃料再把它推高;如果飛得太高，人員往返、物資補(bǔ)給的難度會加大，而且在640千米以外會遇上包圍地球的范艾倫輻射帶，高能輻射會對人體造成巨大傷害。

中國空間站的軌道傾角為42°，它這樣斜著繞地球轉(zhuǎn)，可以擴(kuò)大地表觀測范圍，不會因?yàn)樵诘蛙壍里w行而“視線受阻”。

三 構(gòu)造是什么樣的

建成后的中國空間站將由一個核心艙和兩個實(shí)驗(yàn)艙組成，整體呈T字構(gòu)型。天和核心艙居中，“問天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢天”實(shí)驗(yàn)艙分別連接于兩側(cè)。

天和核心艙由節(jié)點(diǎn)艙、生活控制艙和資源艙組成。節(jié)點(diǎn)艙是空間站的聯(lián)系樞紐，有2個對接口和2個停泊口，對接口能夠?qū)油？枯d人飛船、貨運(yùn)飛船及其他飛行器，停泊口可用來?？績蓚€實(shí)驗(yàn)艙。

“問天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢天”實(shí)驗(yàn)艙的主要任務(wù)是開展艙內(nèi)和艙外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，也是航天員的工作、生活場所和應(yīng)急避難場所。

2024年，我國將發(fā)射“巡天”號光學(xué)艙，它裝有口徑達(dá)2米的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡，分辨率與哈勃望遠(yuǎn)鏡相當(dāng)，約為0.15角秒，但視場是哈勃望遠(yuǎn)鏡的300多倍。

有趣的是，“巡天”號光學(xué)艙平時不與空間站主體連接在一起，而是獨(dú)自飛行，飛行的軌道與空間站一致，可看作“伴飛”。需要燃料補(bǔ)給和設(shè)備維修時，“巡天”號光學(xué)艙可與空間站對接，進(jìn)行推進(jìn)劑補(bǔ)加和設(shè)備維修維護(hù)，提高自身壽命和工作性能。

四 什么時候建成

中國空間站的建造分空間站關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證和空間站建造兩個階段實(shí)施，兩個階段各規(guī)劃了6次飛行任務(wù)。預(yù)計(jì)到2022年底，中國空間站將完成在軌建造，轉(zhuǎn)入后續(xù)的應(yīng)用和發(fā)展階段。

中國空間站最大可建成180噸級的超大型組合體，最多容納6名航天員同時居住，設(shè)計(jì)壽命不少于10年，并能通過維護(hù)和維修延長使用壽命。

天和核心艙作用大

天和核心艙好比中國空間站建造的第一塊積木，也是最重要的一塊積木。它成功進(jìn)駐太空，為中國空間站的“太空施工”交出了完美的第一棒。

天和核心艙發(fā)射質(zhì)量為22.5噸，全長16.6米，豎立起來比5層樓還要高，最大直徑為4.2米，比高鐵的車廂還要寬，可供3名航天員長期在軌駐留，是我國目前研制的最大航天器。

中國空間站的母港

天和核心艙可以說是中國空間站的母港。它一共有5個地方可以與其他航天器對接，第一個是后方的對接口，負(fù)責(zé)停放貨運(yùn)飛船，并接受貨運(yùn)飛船補(bǔ)加的推進(jìn)劑。其他四個在前方，兩個是核心艙與“問天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢天”實(shí)驗(yàn)艙的永久停泊位，兩個可以停放神舟飛船和其他來訪航天器，航天員出艙口也在這里。

靈巧的運(yùn)動中樞

天和核心艙是中國空間站的運(yùn)動中樞。中國空間站的組裝建造過程是一個很復(fù)雜的過程，要進(jìn)行大量對接、安裝、變軌、分離等操作，而這些操作都需要天和核心艙上的機(jī)械臂作為輔助。

知識卡片：

機(jī)械臂工作時最長長度為10多米，具有7個自由度，不但可以在太空中抓取物體，而且可實(shí)現(xiàn)艙體爬行功能，以一種類似蠕蟲的運(yùn)動方式移動到空間站的許多地方，進(jìn)而在更大范圍觸達(dá)空間站各艙體外表面。

同時，航天員在太空中的工作不僅僅是在艙內(nèi)做實(shí)驗(yàn)，還需要定期對艙外的設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和維修。通過機(jī)械臂的爬行，航天員可到達(dá)空間站的任何角落，屆時，他們將站在機(jī)械臂上，在太空中來去自如。

充當(dāng)“大腦”

天和核心艙是中國空間站的大腦。

天和核心艙入軌后，會與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)和天鏈衛(wèi)星系統(tǒng)在太空中構(gòu)成中國空間網(wǎng)絡(luò)體系，我們可以理解為咱們上網(wǎng)的寬帶，其水平已超越國際空間站當(dāng)前水平。

主要能量來自兩片太陽翼

天和核心艙首次采用大面積可展收柔性太陽翼，這是我國首次將柔性太陽翼作為航天器的能量來源。

柔性太陽翼由碳化硅增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料制成，具有重量輕、耐磨性好、熱膨脹系數(shù)小、導(dǎo)熱系數(shù)大等特點(diǎn)。它全部收攏后只有一本書那么厚，僅為剛性太陽翼厚度的1/15。而且，雙翼展開面積可達(dá)134平方米，功率重量比高，單翼即可為空間站提供9千瓦時的電能，在滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，完全可以保證航天員在空間站中正常生活。

艙內(nèi)設(shè)施齊全

天和核心艙是航天員長期駐留的主要活動場所，供航天員工作、生活的空間達(dá)到了50立方米。

密封艙內(nèi)設(shè)施齊全，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，其中就餐區(qū)配備食品加熱、冷藏、飲水設(shè)備和可收放餐桌，方便航天員就餐，鍛煉區(qū)配備太空跑臺、太空自行車，為航天員在軌鍛煉提供條件。此外，還配有手機(jī)、天地視頻通話設(shè)備等，可實(shí)現(xiàn)空間站與地面的雙向視頻通話和收發(fā)電子郵件。

在載人環(huán)境控制方面，天和核心艙配置了再生式生命保障系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)艙內(nèi)氧氣再生、二氧化碳等人體代謝產(chǎn)物的處理和有害氣體的去除，并實(shí)現(xiàn)水資源的循環(huán)利用。

“快遞小哥”有大智慧

太空“快遞小哥”——天舟二號貨運(yùn)飛船并不是世界上最大的貨運(yùn)飛船，但裝的物資卻達(dá)到了6.8噸，占整個貨船重量的一半以上，載貨比超過50%。

它到底運(yùn)送了什么東西？它是如何將“快遞”安全送達(dá)中國空間站的呢？

貨物裝載合理

天舟二號貨運(yùn)飛船采用兩艙構(gòu)型，由全密封貨物艙和推進(jìn)艙組成，總長10.6米，最大直徑為3.35米，最大起飛重量為13.5噸。

為了充分利用裝載空間，天舟二號貨運(yùn)飛船艙內(nèi)結(jié)構(gòu)特殊，利用蜂窩板形成了一個又一個貨格，每個貨格可以裝載多種規(guī)格的貨包。

天舟二號貨運(yùn)飛船還配置了一套信息管理系統(tǒng)。每件貨物根據(jù)用途都會被貼上一個標(biāo)簽，使用者用手機(jī)對著標(biāo)簽就可以進(jìn)行信息識別，類似于微信的“掃一掃”。這個標(biāo)簽本身還具備無線射頻識別功能，使用RFID專用設(shè)備可以對一定范圍一定區(qū)域內(nèi)的貨物進(jìn)行識別，智能定位后，航天員就可以更便捷地查找、取用貨物。

送得快

以往飛船的交會對接從發(fā)射到具備交會對接條件需要兩三天時間，且在交會對接時需要人工參與。這次天舟二號貨運(yùn)飛船與天和核心艙對接采用全相位全自主交會對接方案，不僅可以快速對接，還無需地面干預(yù)。

天舟二號貨運(yùn)飛船的快速交互對接系統(tǒng)已經(jīng)提前安排好入軌后的動作時序，節(jié)省了指令在天地間傳達(dá)的時間，也免去了地面臨時注入程序的流程。從地面“發(fā)貨”到順利“簽收”僅耗時約8個小時，實(shí)現(xiàn)了空間站任務(wù)物資運(yùn)輸快速補(bǔ)給。

帶了啥寶貝

天舟二號貨運(yùn)飛船攜帶了多人多天的生活物資，包括氧氣、食物和出艙航天服，以及大量推進(jìn)劑和空間站實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)資料等，其中有一些特別的物品哦。

有滋有味的“外賣”：不乏傳統(tǒng)的中式菜品，如魚香肉絲、宮保雞丁等。太空中的食品不僅有主副之分，還講究葷素搭配。

艙外航天服：艙外航天服質(zhì)量為100多千克，共分為6層，具有防輻射、防高低溫、壓力調(diào)整等作用，還配有生命保障系統(tǒng)，將航天器的很多功能“濃縮其中”。

“太空按摩儀”：主要用于對航天員進(jìn)行電脈沖刺激，協(xié)助航天員進(jìn)行肌肉疲勞恢復(fù)和肌肉力量訓(xùn)練，防止肌肉萎縮。

隔熱保溫的“太空冰箱”：可以保護(hù)天舟二號貨運(yùn)飛船里重要的醫(yī)療檢測和保障物資。

不只是送貨

不僅能送貨，天舟二號貨運(yùn)飛船還會給中國空間站“加油”——補(bǔ)加推進(jìn)劑，給中國空間站充電。

天舟二號貨運(yùn)飛船有自己獨(dú)立的能源系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)能源自給自足?？坎粗袊臻g站期間，它和中國空間站之間可以互相輸送補(bǔ)充電能資源——靠泊期間的天舟二號貨運(yùn)飛船處于休眠狀態(tài)，自身能源需求小，富余出來的電能可以輸送到中國空間站，為航天員活動提供保障，同時支撐一些電能消耗較大的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。

除此之外，天舟二號貨運(yùn)飛船會為后續(xù)任務(wù)“探路”，進(jìn)行一系列技術(shù)驗(yàn)證。

3名航天員“入住”天和核心艙

時隔近5年，太空再次迎來中國航天員。今年6月17日，聶海勝、劉伯明、湯洪波進(jìn)入天和核心艙，成為中國空間站的首批“入住”人員，進(jìn)行為期3個月的在軌駐留工作。

7月4日14時57分，經(jīng)過約7小時的出艙活動，神舟十二號航天員乘組密切協(xié)同，圓滿完成了出艙活動期間全部既定任務(wù)。

乘組人員“新老搭配”

這次進(jìn)駐天和核心艙的飛行乘組由航天員聶海勝、劉伯明和湯洪波三人組成，聶海勝擔(dān)任指令長。

作為一名經(jīng)驗(yàn)豐富的航天員，聶海勝此前曾參加過神舟六號、神舟十號載人飛行任務(wù)。航天員劉伯明參加過神舟七號載人飛行任務(wù)，航天員湯洪波是首次參加飛行任務(wù)。

航天員進(jìn)駐天和核心艙執(zhí)行天地同步作息制度進(jìn)行工作、生活。駐留3個月后，他們搭乘飛船返回艙返回東風(fēng)著陸場。

通過了幾道門

神舟十二號載人飛船與天和核心艙實(shí)現(xiàn)自主快速交會對接后，航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波首先打開神舟十二號載人飛船返回艙的艙門，來到軌道艙。這時，軌道艙的前端和天和核心艙前端圓形的節(jié)點(diǎn)艙之間的對接機(jī)構(gòu)形成一個直徑80厘米、長約1米的通道。航天員通過這個通道進(jìn)入天和核心艙。

想要打開軌道艙的前艙門，航天員必須首先調(diào)整艙門兩側(cè)的氣壓，使飛行器艙內(nèi)壓力達(dá)到平衡，這樣才方便進(jìn)入對接通道。進(jìn)入對接通道后，航天員要打開節(jié)點(diǎn)艙的前艙門，這道門可不是隨隨便便就能打開的。據(jù)介紹，打開這道門需要一把專用的“鑰匙”，這把“鑰匙”有一個比較大的手柄，能夠減小開門的難度，漂浮在對接通道里的航天員用力將“鑰匙”旋轉(zhuǎn)兩圈半，之后將門推開，進(jìn)入節(jié)點(diǎn)艙。最后，航天員還需要打開節(jié)點(diǎn)艙的后艙門，也就是“雙向承壓艙門”，正式進(jìn)入天和核心艙。

肩負(fù)四大任務(wù)

聶海勝、劉伯明和湯洪波去中國空間站可不是去玩的，而是需要完成四個方面的工作。

開展核心艙組合體的日常管理，包括天和核心艙在軌測試、再生生保系統(tǒng)驗(yàn)證、機(jī)械臂測試與操作訓(xùn)練，以及物資與廢棄物管理等。

開展出艙活動及艙外作業(yè)，包括艙外服在軌轉(zhuǎn)移、組裝、測試，進(jìn)行兩次出艙活動，開展艙外工具箱的組裝、全景攝像機(jī)抬升和擴(kuò)展泵組的安裝等工作。

開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，進(jìn)行空間應(yīng)用任務(wù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝和測試，按程序開展空間應(yīng)用、航天醫(yī)學(xué)領(lǐng)域等實(shí)（試）驗(yàn)，以及有關(guān)科普教育活動。

進(jìn)行自身的健康管理，按計(jì)劃開展日常的生活照料、身體鍛煉，定期監(jiān)測、維持與評估自身健康狀態(tài)。

太空生活是什么樣的

在“太空家園”里，3名航天員實(shí)現(xiàn)了睡覺自由、洗澡自由，還能和家人聊天。

每個人都有獨(dú)立的臥室，能體驗(yàn)全屋智能家居，根據(jù)個人需求調(diào)節(jié)艙內(nèi)的照明環(huán)境、睡眠模式、工作模式、運(yùn)動模式……

雖然不能享受和地球上一樣的淋浴和泡澡，但每個人都能夠在一個“包裹式淋浴間”里手持噴槍把自己擦拭干凈。

中國空間站內(nèi)配備120余種營養(yǎng)均衡、口感好、保質(zhì)期長的航天食品，可任意選擇。進(jìn)行日常鍛煉，航天員可選擇太空自行車、太空跑臺等。

“太空之家”的建造工作還在繼續(xù)。

建造中國空間站是我國探索近地空間的一個壯舉。中國空間站建成后，既是航天員的“太空之家”，又是科學(xué)研究的“太空實(shí)驗(yàn)室”。

而對于無止境的太空探索來說，中國空間站建造工作只是未來征程中的一個新起點(diǎn)。向著更美好的未來，繼續(xù)奔跑，繼續(xù)追夢，我們一定能夠探尋到更多的宇宙奧秘，開創(chuàng)新的輝煌。