近地軌道上將迎來中國人獨(dú)力建造的天宮空間站。
4月29日，中國在海南文昌用長征五號B遙二運(yùn)載火箭成功將空間站天和核心艙送入預(yù)定軌道，中國空間站在軌組裝建造全面展開。
這是2019年7月19日天宮二號目標(biāo)飛行器自太空返回地球家園后，中國人在太空建造的“新家”。這也標(biāo)志著我國載人航天工程(603698,股吧)開啟新的征程。整個空間站建設(shè)計劃將于2022年底前完成。
航天科技(000901,股吧)集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師朱光辰曾將中國空間站比作是“三室兩廳還帶儲藏間的豪宅”，可支持3名航天員長期駐留，6人短期駐留。
中國也已經(jīng)將太空探索列為優(yōu)先事項(xiàng)，目標(biāo)是到2030年成為主要的太空大國。
空間站工程能夠產(chǎn)生巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，近年來已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)、科技和綜合國力的重要標(biāo)志，受到航天大國的高度重視。
值得注意的是，4月18日，俄羅斯副總理尤里·鮑里索夫表示，俄羅斯將對國際空間站進(jìn)行技術(shù)檢查，并可能于2025年退出國際空間站項(xiàng)目，著手建立俄羅斯自己的空間站。
俄羅斯知名航天歷史學(xué)家亞歷山大·熱列茲尼亞科夫認(rèn)為，中國天宮空間站核心艙的發(fā)射是一項(xiàng)重大成就，這使人類圍繞地球的前哨陣地數(shù)量增加。
開放的太空平臺媲美國際空間站
中國空間站以天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙三艙為基本構(gòu)型。天和核心艙是空間站發(fā)射入軌的首個艙段，也是目前我國自主研制的規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的航天器，起飛質(zhì)量22.5噸。
天和核心艙的發(fā)射也是完成中國空間站建設(shè)所需的11項(xiàng)任務(wù)中的第一項(xiàng)，天和將在340至450公里的高度繞地球運(yùn)行。核心艙作為空間站組合體控制和管理主份艙段，具備交會對接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/P>
根據(jù)計劃，天和核心艙將先后迎接天舟貨運(yùn)飛船和神舟載人飛船的訪問，關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證后與問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙實(shí)施交會對接，完成空間站三艙組合體在軌組裝建造。
中國空間站要在軌運(yùn)行10多年，將在太空軌道上為航天員和科學(xué)家提供開展太空科研的工作環(huán)境，同時承接載人飛船和貨運(yùn)飛船等多種空間飛行器的對接停靠任務(wù)。
2011年中國發(fā)射了太空實(shí)驗(yàn)室“天宮一號”，并于2016年發(fā)射了“天宮二號”，兩者都幫助中國測試了該計劃的空間交會對接能力。到2045年，中國將建立每年運(yùn)營數(shù)千次載人太空飛行，運(yùn)送成千上萬噸貨物的能力。
“我們把空間站的建造比作是‘搭臺唱戲’，中國空間站既是為中國科學(xué)家，也是為全球科學(xué)家提供的科學(xué)探索平臺。這一初衷，注定了中國空間站是開放的。”中國空間站系統(tǒng)總設(shè)計師楊宏表示。
“諸多‘硬核’技術(shù)為下一步該空間站開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)打下基礎(chǔ)。未來，在該空間站上，或?qū)⒂谐^50個對接點(diǎn)用于外部實(shí)驗(yàn)。這也預(yù)示著中國歡迎與世界各地的科學(xué)家合作。”香港大學(xué)太空研究實(shí)驗(yàn)室總監(jiān)、物理系教授昆汀·帕克（Quentin Parker）告訴第一財經(jīng)。
此前，中國載人航天工程辦公室與聯(lián)合國外空司于2019年6月聯(lián)合對外公布，來自17個國家、23個實(shí)體的9個項(xiàng)目成功入選中國空間站第一批科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這是中國載人航天工程首次通過聯(lián)合國進(jìn)行的大規(guī)模國際合作。
中國空間站在當(dāng)前北斗、天鏈等先進(jìn)航天技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用了多項(xiàng)先進(jìn)的民用技術(shù)和商用技術(shù)。
根據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院介紹，“開展國際（區(qū)域）合作，為人類和平開發(fā)和利用空間資源做出積極貢獻(xiàn)”，是中國空間站五大工程目標(biāo)之一。
據(jù)悉，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)營三個階段，目前，正處于關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段。中國空間站計劃于2022年前后建成并投入使用。
中國空間站建成后，可與目前唯一在役的國際空間站媲美。一個核心艙和兩個實(shí)驗(yàn)艙的總體重量約70噸。如果需要，中國空間站未來可以擴(kuò)展到180噸級。雖然在總體規(guī)模上不及國際空間站，但仍能滿足重大科學(xué)研究項(xiàng)目的需要，同時具備擴(kuò)展和支持來往飛行器對接的能力。
“這綜合了中國空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)需求及相關(guān)成本效益等多方面因素，是合理的。”Quentin Parker說。
據(jù)中國航天科技集團(tuán)五院空間站核心艙結(jié)構(gòu)分系統(tǒng)主任設(shè)計師施麗銘介紹，天和核心艙的體積非常大，重量相當(dāng)于3輛大客車的空重重量，直徑比火車和地鐵的車廂還要寬不少，航天員入駐后，活動空間非常寬敞。
天和背后的上海力量
據(jù)空間站副總指揮甘克力介紹，在核心艙的研制任務(wù)中，中國航天科技集團(tuán)有限公司第八研究院承擔(dān)了電源分系統(tǒng)、對接與轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)分系統(tǒng)、測控通信產(chǎn)品、資源艙結(jié)構(gòu)與總裝及電纜網(wǎng)研制任務(wù)。其中電源分系統(tǒng)作為整個核心艙任務(wù)的四大關(guān)鍵技術(shù)之一，充當(dāng)著未來空間站“太空電站”的作用。
核心艙作為我國壽命設(shè)計要求最長的一個飛行器，10年的在軌飛行對所有產(chǎn)品的長壽命提出了最高要求。
空間站副總設(shè)計師羅斌告訴第一財經(jīng)記者，核心艙的柔性太陽翼集合了大面積輕量化、重復(fù)展收高可靠、低軌10年在軌長壽命、剛?cè)岵?jì)高承載等四大全新技術(shù)。雙翼展開面積可達(dá)134平方米，收攏后只有一本書的厚度。
與傳統(tǒng)剛性、半剛性的太陽電池翼相比，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9KW的電能，在滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。
比如，為了確保太陽翼在10年的在軌工況中“張弛有度，收放自如”且“萬無一失”，團(tuán)隊(duì)在地面完成了40萬次熱真空疲勞壽命試驗(yàn)、100萬次常溫常壓壽命試驗(yàn)，驗(yàn)證了產(chǎn)品的高可靠、長壽命。
空間站建造作為一個龐大工程，除了最受關(guān)注的空間站系統(tǒng)，同時也離不開火箭、貨船、載人飛船、航天員等配合。
成功將我國空間站天和核心艙精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道的長征五號B遙二運(yùn)載火箭，由中國航天科技集團(tuán)有限公司研制。這是長征五號B首次應(yīng)用性飛行，也是助力我國空間站在軌關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證的關(guān)鍵之戰(zhàn)。其中，中國航天科技集團(tuán)有限公司八院承擔(dān)了長五B四個助推器的抓總研制工作。
核心部件100%自主可控
航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師侯永青介紹稱：“中國空間站設(shè)計在軌飛行10年，具備延壽到15年的能力。為了保證空間站在軌不小于15年長壽命要求，我們從設(shè)計伊始，就開展了長壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設(shè)計。”
值得關(guān)注的是，此次發(fā)射的天和核心艙實(shí)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。
近年來，我國在航天技術(shù)方面不斷取得進(jìn)展。2020年中國成功完成35次宇航發(fā)射，包括嫦娥五號發(fā)射成功，首次完成我國月表采樣返回；首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器成功發(fā)射。發(fā)展航空航天科技也是中國“十四五”規(guī)劃中的重要內(nèi)容。
對此，中科院上海物理技術(shù)研究所王建宇院士對第一財經(jīng)記者表示，通過發(fā)展科技戰(zhàn)略技術(shù)，中國有望擺脫對國外“卡脖子”技術(shù)的依賴。
從國家全產(chǎn)業(yè)鏈角度，我國開展空間站工程，能極大地引領(lǐng)和帶動包括空間科學(xué)、生命科學(xué)等多種前沿學(xué)科和原材料、元器件、智能制造等多領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)發(fā)展。空間站作為長期在軌運(yùn)行的“太空母港”，其天然的高真空、微重力、超潔凈環(huán)境也可以充分用于開展各類科學(xué)技術(shù)研究，推動科技進(jìn)步。
最新評論