從“神舟”到“天宮”

龐之浩

從第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅”誕生，再到神舟十三號(hào)載人飛船成功返回，中國(guó)人對(duì)無(wú)邊宇宙的探索從未停止。

早在1964至1966年，中國(guó)就發(fā)射了多枚生物火箭，先后把小白鼠、大白鼠和小狗等動(dòng)物送上了天并實(shí)現(xiàn)安全回收。這些生物火箭試驗(yàn)開創(chuàng)了中國(guó)宇宙生物試驗(yàn)的先河，為航天醫(yī)學(xué)的發(fā)展積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

1966年，中國(guó)制定了第一個(gè)“載人宇宙航行規(guī)劃”，設(shè)想在1973至1975年發(fā)射中國(guó)第一艘載人宇宙飛船，并在兩年內(nèi)將兩名航天員送入太空。1968年1月，中國(guó)召開了載人飛船總體方案設(shè)想論證會(huì)，在這次會(huì)上，中國(guó)第一艘載人飛船被命名為曙光一號(hào)。

1968年4月1日，代號(hào)507的航天醫(yī)學(xué)工程研究所正式成立，主要承擔(dān)有關(guān)航天員生命保障、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保以及航天員選拔訓(xùn)練的任務(wù)。參照當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)和美國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，中國(guó)從戰(zhàn)斗機(jī)飛行員中拔出19名預(yù)備航天員。1971年4月，展開了全面的飛船方案論證工作。

1975年11月26日，中國(guó)發(fā)射了第一顆返回式衛(wèi)星，幾天后成功回收，為中國(guó)載人飛船的返回奠定了基礎(chǔ)。

但由于當(dāng)時(shí)的政治環(huán)境、經(jīng)濟(jì)能力、技術(shù)水平和工業(yè)基礎(chǔ)等條件不成熟，中國(guó)無(wú)法承擔(dān)這一耗資巨大的工程，該工程在1975年不得不中途下馬。

改革開放后，中國(guó)于1986年起開始實(shí)施“863”計(jì)劃—發(fā)展高技術(shù)，其中包括發(fā)展載人航天技術(shù)，中國(guó)載人航天再次迎來了難得的發(fā)展機(jī)遇。

在載人航天器中，空間站具有體積大、壽命長(zhǎng)和功能強(qiáng)的特點(diǎn)，適合長(zhǎng)期載人航天，開展太空科研工作，但不能天地往返，所以在研制、發(fā)射空間站之前要先研制可以天地往返但體積小、壽命短的宇宙飛船或航天飛機(jī)，主要用于接送航天員和貨物。

當(dāng)時(shí)專家就研制哪種天地往返運(yùn)輸器有很大爭(zhēng)議，在呼聲較高的5種方案中有4種是研制航天飛機(jī)的方案，只有一種是研制載人飛船的方案。不過經(jīng)過幾年的深入論證，根據(jù)當(dāng)時(shí)中國(guó)的國(guó)情和國(guó)力，遵照“有限目標(biāo)、突出重點(diǎn)”的“863”高技術(shù)研究發(fā)展的指導(dǎo)思想，專家們最后一致同意從載人飛船起步，直接研制可載人3人的三艙式載人飛船“神舟”。研制載人飛船也可最大限度地利用中國(guó)已掌握的返回式衛(wèi)星的成熟技術(shù)。

1992年9月21日，國(guó)家批準(zhǔn)研制中國(guó)載人飛船工程立項(xiàng)啟動(dòng)，以日期命名為“921工程”，一個(gè)路線清晰且雄心勃勃的藍(lán)圖也躍然紙上—“三步走”戰(zhàn)略。

第一步，突破和掌握載人天地往返運(yùn)輸技術(shù)，即用載人飛船將航天員安全地送入軌道，并安全返回地面。這一步中國(guó)通過2003年發(fā)射神舟五號(hào)飛船進(jìn)行單人單天飛行，2005年發(fā)射神舟六號(hào)飛船進(jìn)行兩人多天飛行完成。

第二步，突破航天員太空行走、空間交會(huì)對(duì)接兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，并發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室和貨運(yùn)飛船，這些也都是建造空間站的基礎(chǔ)。這一步分兩個(gè)階段實(shí)施。在第一階段，先于2008年發(fā)射了神舟七號(hào)載人飛船，航天員翟志剛完成了空間出艙活動(dòng)，使中國(guó)突破了太空行走技術(shù)。隨后于2011年發(fā)射了天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器，接著在2011至2013年陸續(xù)發(fā)射了神舟八號(hào)、九號(hào)、十號(hào)飛船與之分別對(duì)接，使中國(guó)突破和掌握了自動(dòng)和手動(dòng)交會(huì)對(duì)接技術(shù)，還驗(yàn)證了組合體飛行技術(shù)，飛船也定型了。在第二階段，中國(guó)先于2016年發(fā)射了天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室，然后在2016至2017年先后了發(fā)射神舟十一號(hào)載人飛船和天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與之分別對(duì)接，從而驗(yàn)證了航天員中期在軌駐留技術(shù)、在軌加注技術(shù)、貨運(yùn)飛船技術(shù)和未來空間站的部分新技術(shù)，并進(jìn)行了較大規(guī)模的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。

第三步，計(jì)劃在2022年建成長(zhǎng)期載人的大型空間站“天宮”，開展大規(guī)模、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用。中國(guó)沒有走美蘇建空間站的老路，利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)，直接研制達(dá)到世界第三代空間站水平的“天宮”空間站。它采用積木式構(gòu)型，由3個(gè)20噸級(jí)艙段組成T字形。它將在軌運(yùn)營(yíng)10年以上，用于獲取具有重大科學(xué)價(jià)值的研究成果和重大戰(zhàn)略意義的應(yīng)用成果。

2022年4月30日，長(zhǎng)征十一號(hào)運(yùn)載火箭“一箭五星”在中國(guó)海域成功發(fā)射。這是“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭的第418次飛行?！伴L(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭實(shí)現(xiàn)第一個(gè)100次發(fā)射用時(shí)37年；實(shí)現(xiàn)第二個(gè)100次發(fā)射用時(shí)7年多；實(shí)現(xiàn)第三個(gè)100次發(fā)射用時(shí)4年多；而實(shí)現(xiàn)第四個(gè)100次發(fā)射用時(shí)僅2年多。

無(wú)論在運(yùn)載能力、發(fā)射數(shù)量，還是在型號(hào)種類、入軌精度等諸多方面，“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭是中國(guó)運(yùn)載火箭中的絕對(duì)主力，名副其實(shí)的“國(guó)家隊(duì)”。幾十年來，通過中國(guó)幾代火箭人的不懈努力，“長(zhǎng)征”系列運(yùn)載火箭走過了從常溫推進(jìn)到低溫推進(jìn)、串聯(lián)到并聯(lián)、低軌到高軌、“一箭一星”到“一箭多星”；從發(fā)射人造地球衛(wèi)星到發(fā)射載人航天器和空間探測(cè)器、陸射到海射等技術(shù)歷程，在推力、成功率、發(fā)射頻度、入軌精度和適應(yīng)能力等方面均達(dá)到世界一流火箭水平。

在載人航天工程中，長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭（長(zhǎng)征-2F）是“神舟”載人飛船的“黃金搭檔”。從1999年到2021年，素有“神箭”之稱的長(zhǎng)征-2F在20多年間將5艘無(wú)人飛船、8艘載人飛船、1個(gè)目標(biāo)飛行器和1個(gè)空間實(shí)驗(yàn)室相繼送入太空，創(chuàng)造了發(fā)射成功率100%的完美飛行。

在新一代運(yùn)載火箭中，長(zhǎng)征五號(hào)B大型運(yùn)載火箭（長(zhǎng)征-5B）是空間站建設(shè)的“核心骨干”，長(zhǎng)征-5B是專為中國(guó)載人航天工程空間站核心艙和實(shí)驗(yàn)艙等艙段發(fā)射任務(wù)打造的一型全新構(gòu)型的大型運(yùn)載火箭。2020年搭載新一代載人飛船試驗(yàn)船首飛成功，拉開了中國(guó)空間站在軌建造的序幕。

而長(zhǎng)征七號(hào)運(yùn)載火箭（長(zhǎng)征-7）則是空間站貨運(yùn)飛船的“專列”，長(zhǎng)征-7是為滿足中國(guó)載人空間站工程發(fā)射貨運(yùn)飛船的需求而研制的新一代高可靠、高安全的中型運(yùn)載火箭。從2016年到2022年，長(zhǎng)征-7首飛成功后，先后將4艘貨運(yùn)飛船送入太空。

1999年11月20日，中國(guó)第一艘無(wú)人試驗(yàn)飛船神舟一號(hào)首次成功發(fā)射，對(duì)突破載人航天技術(shù)具有重要意義，是中國(guó)航天史上的重要里程碑。截至2022年4月，中國(guó)已成功發(fā)射了13艘“神舟”系列飛船，其中8艘載人飛船，5艘無(wú)人試驗(yàn)飛船，成功率達(dá)100%。

“神舟”采用由軌道艙、返回艙和推進(jìn)艙組成的三艙式構(gòu)型，乘員人數(shù)最多3人，可自主飛行7天、?？匡w行180天。其軌道艙位于飛船前部，用于航天員入軌后的工作、吃飯、方便、睡覺和交會(huì)對(duì)接等；返回艙位于飛船中部，是航天員天地往返時(shí)的座艙，也是飛船的控制中心；推進(jìn)艙位于飛船后部，為非密封結(jié)構(gòu)，為飛船提供動(dòng)力、電源、燃料等。

“神舟”飛船雖然是一種小型載人航天器，但它由14個(gè)分系統(tǒng)組成。這些分系統(tǒng)涉及物理、醫(yī)學(xué)等數(shù)十種學(xué)科領(lǐng)域，所以具有技術(shù)多樣性和研制復(fù)雜性的特點(diǎn)。

2020年，中國(guó)成功發(fā)射了新一代載人飛船試驗(yàn)船。與“神舟”相比，新一代載人飛船具有載人多、用途廣和可重復(fù)使用等一系列優(yōu)點(diǎn)，可用于未來的載人登月等任務(wù)。

“神舟”飛船采用了多項(xiàng)新技術(shù)，其中10多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。它使中國(guó)的載人飛船技術(shù)達(dá)到或優(yōu)于國(guó)際第三代載人飛船的水平?！吧裰邸憋w船具有以下主要特點(diǎn)：

★起點(diǎn)很高。作為中國(guó)第一代載人飛船，“神舟”采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)、目前仍較為先進(jìn)的3艙式構(gòu)型，一次可乘3名航天員。

★性能先進(jìn)。例如，它采用了信息技術(shù)的最新成果，從自動(dòng)化控制、制導(dǎo)與導(dǎo)航到數(shù)據(jù)管理，從應(yīng)對(duì)故障的冗余設(shè)計(jì)到液晶顯示設(shè)備，“神舟”的電子技術(shù)和智能化水平都領(lǐng)先于同類的俄羅斯“聯(lián)盟”載人飛船。

★防熱性好。其返回艙表面積是22.4平方米，使用的防熱材料總質(zhì)量約500千克。俄羅斯“聯(lián)盟”飛船返回艙表面積是17平方米，但防熱材料質(zhì)量達(dá)700千克。

★降落傘大?！吧裰邸钡闹鹘德鋫闶侵袊?guó)航天器用最大環(huán)帆傘，有1200平方米，可疊起來卻只有一個(gè)小提包大，質(zhì)量?jī)H約90千克。

載人航天的核心是載人，關(guān)鍵在航天員。中國(guó)載人航天起步晚，航天員培養(yǎng)和訓(xùn)練更是從零開始。肩負(fù)著重要使命的航天員，需要具有獻(xiàn)身精神、學(xué)識(shí)水平、工作能力、環(huán)境耐力、心理素質(zhì)和身體素質(zhì)，選拔標(biāo)準(zhǔn)極高，可謂“千萬(wàn)里挑一”。

1998年1月5日，中國(guó)航天員大隊(duì)成立，從1500多名優(yōu)秀空軍飛行員中嚴(yán)苛選拔的14人，成為中國(guó)首批航天員。2010年5月，中國(guó)完成第二批航天員選拔工作，新加入7名航天員。2020年，中國(guó)完成第三批航天員的選拔工作，新加入18名航天員，其中7名航天駕駛員是從戰(zhàn)斗機(jī)飛行員里選拔的，7名航天飛行工程師是從與航空航天相關(guān)的工程師里選拔的，4名載荷專家是從科學(xué)家里選拔的。

載人航天飛行科技含量高、程序流程復(fù)雜，航天員每一個(gè)操作、每一個(gè)細(xì)節(jié)都直接關(guān)系著任務(wù)的成敗。從天空到太空，航天員們不僅要轉(zhuǎn)換角色，更要經(jīng)歷身體素質(zhì)、心理素質(zhì)、知識(shí)儲(chǔ)備甚至面對(duì)特殊環(huán)境的全方位考驗(yàn)。航天員要學(xué)習(xí)掌握包括體能心理強(qiáng)化、航天專業(yè)技術(shù)、救生與生存等8大類上百個(gè)科目訓(xùn)練，每周要固定進(jìn)行體能訓(xùn)練。

航天環(huán)境的適應(yīng)性訓(xùn)練是一道難關(guān)，例如，模擬失重訓(xùn)練，航天員要身著160多千克重的水下訓(xùn)練服，在深水中反復(fù)訓(xùn)練艙外活動(dòng)技能；頭低位臥床訓(xùn)練，連續(xù)多日保持頭低腳高的姿勢(shì)，頂著臉部充血、鼻塞頭痛、胸悶失眠等嚴(yán)重不適，同時(shí)進(jìn)行進(jìn)食飲水、清理個(gè)人衛(wèi)生等日常操作訓(xùn)練；超重耐力適應(yīng)性訓(xùn)練，置身時(shí)速100千米旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)，承受8倍重力加速度，以及30分鐘以上的低壓缺氧訓(xùn)練等等。

中國(guó)航天員這支特殊的群體、堪稱“國(guó)寶”的團(tuán)隊(duì)，為中國(guó)由航天大國(guó)向航天強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)邁進(jìn)做出了巨大奉獻(xiàn)。如今，中國(guó)空間站進(jìn)入在軌建造階段，中國(guó)航天員也將面臨新任務(wù)，他們正探索著未知的新高度。

在進(jìn)入空間站階段前，2011年和2016年，中國(guó)先后發(fā)射了天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器和天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室。用這兩個(gè)“微型空間站”驗(yàn)證了交會(huì)對(duì)接、組合體飛行及航天員中期在軌駐留、貨運(yùn)飛船和未來空間站等部分新技術(shù)。與載人飛船相比，它們具有空間站壽命長(zhǎng)和功能強(qiáng)等一些元素，但因其體積比較小，所以視為微型空間站。

天宮一號(hào)和二號(hào)在外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量上基本相同，均由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙組成，其中的實(shí)驗(yàn)艙是控制艙，也是航天員的工作艙和生活艙，由密封艙和非密封艙組成；資源艙是非密封艙。

實(shí)驗(yàn)艙的密封艙有專用的睡眠區(qū)、鍛煉區(qū)、實(shí)驗(yàn)區(qū)、儀表區(qū)，非密封艙安裝了航天應(yīng)用設(shè)備或空間實(shí)驗(yàn)設(shè)備。實(shí)驗(yàn)艙前端裝有通信設(shè)備、交會(huì)測(cè)量設(shè)備和對(duì)接機(jī)構(gòu)，用于支持與載人飛船實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接。

資源艙用于提供動(dòng)力、燃料和電能。艙內(nèi)主要裝有推進(jìn)劑貯箱、鎳氫蓄電池以及環(huán)境控制用氣瓶等設(shè)備。艙外裝有太陽(yáng)電池翼以及中繼衛(wèi)星天線。

為了滿足航天員中期駐留30天的需要和后續(xù)的空間站建設(shè)，天宮二號(hào)做出了以下改變：

改善了就餐和睡眠環(huán)境，增加了鍛煉設(shè)備和娛樂設(shè)施；

安排了在軌維修技術(shù)驗(yàn)證和機(jī)械臂維修操作驗(yàn)證系統(tǒng)，對(duì)空間站的維修體系進(jìn)行了全面驗(yàn)證需求；

采用了模塊化設(shè)計(jì)，即當(dāng)某個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)可以像插拔U盤一樣快速更換和在軌維修；

與天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船進(jìn)行了在軌補(bǔ)加推進(jìn)劑技術(shù)試驗(yàn)。

天宮一號(hào)是中國(guó)入門級(jí)的空間實(shí)驗(yàn)室，也是中國(guó)邁入航天“三步走”戰(zhàn)略的第二步第二階段，主要任務(wù)是完成交會(huì)對(duì)接與繞地運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。

2011年9月29日，中國(guó)成功發(fā)射了第一個(gè)目標(biāo)飛行器—天宮一號(hào)，并完成手動(dòng)和自動(dòng)對(duì)接。2016年3月16日正式終止數(shù)據(jù)服務(wù)，2018年4月2日再入大氣層，銷毀部分器件。在軌期間，天宮一號(hào)先后與神舟八號(hào)、神舟九號(hào)和神舟十號(hào)飛船完成多次空間交會(huì)對(duì)接。

在軌期間主要完成了四大任務(wù)：

★作為交會(huì)對(duì)接的目標(biāo)，與“神舟”飛船配合進(jìn)行了空間的交會(huì)對(duì)接任務(wù)；

★實(shí)現(xiàn)了與“神舟”飛船對(duì)接后的組合體控制和管理；

★實(shí)現(xiàn)了航天員的在軌駐留、生活和工作，為航天員提供在組合體內(nèi)工作生活所需的基本條件，開展了相關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)；

★進(jìn)行空間技術(shù)試驗(yàn)，為未來空間站的建造進(jìn)行先期的技術(shù)驗(yàn)證。

天宮二號(hào)是中國(guó)載人航天工程發(fā)射第二個(gè)目標(biāo)飛行器，也是中國(guó)首個(gè)具備補(bǔ)加功能的載人航天科學(xué)實(shí)驗(yàn)空間實(shí)驗(yàn)室，擔(dān)負(fù)著驗(yàn)證空間站所需技術(shù)的重任。

2016年9月15日發(fā)射升空，2019年7月16日終止數(shù)據(jù)服務(wù)，2019年7月19日受控離軌并再入大氣層，落入南太平洋預(yù)定安全海域。在軌期間，天宮二號(hào)先后與神舟十一號(hào)、天舟一號(hào)進(jìn)行對(duì)接，承擔(dān)著驗(yàn)證空間站相關(guān)技術(shù)的重要使命。

在軌期間主要完成了三大任務(wù)：

★驗(yàn)證航天員在軌中期駐留技術(shù)，進(jìn)行在軌維修技術(shù)試驗(yàn)；

★與貨運(yùn)飛船對(duì)接，驗(yàn)證推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加技術(shù)；

★開展大規(guī)?？臻g科學(xué)和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)。

“神舟”飛船是一個(gè)狹小的空間，如果說到天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室是一室一廳，那么到了中國(guó)空間站就變成三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間的“豪宅”—“三室”指天和核心艙以及問天和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，“兩廳”則是指“神舟”載人飛船和“天舟”貨運(yùn)飛船。

中國(guó)空間站工程于2010年9月25日立項(xiàng)，計(jì)劃在2022年建成和運(yùn)營(yíng)近地載人空間站，從而使中國(guó)成為獨(dú)立掌握近地空間長(zhǎng)期載人飛行技術(shù)，具備長(zhǎng)期開展近地空間有人參與實(shí)驗(yàn)和綜合開發(fā)利用太空資源能力的國(guó)家。

中國(guó)空間站基本構(gòu)型包括“天和”核心艙、“問天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙，這三個(gè)艙每個(gè)質(zhì)量都是20噸級(jí)，采用水平對(duì)稱T型構(gòu)型作為空間站三艙組合體基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所有艙段均位于組合體水平面內(nèi)，其中“天和”核心艙居中，“問天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙對(duì)接于兩側(cè)。

中國(guó)空間站也可以根據(jù)需要進(jìn)一步擴(kuò)展，由“T”字構(gòu)型擴(kuò)展成“干”字構(gòu)型，活動(dòng)空間增加一倍。它有望取得有重大科學(xué)價(jià)值的研究成果和有重大戰(zhàn)略意義的應(yīng)用成果。

中國(guó)空間站的應(yīng)用是以建設(shè)國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室為目標(biāo)，充分利用空間站能力，開展科學(xué)前沿的創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)和應(yīng)用研究，力爭(zhēng)在科學(xué)和技術(shù)上取得重大突破，主要包括航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、空間科學(xué)研究與應(yīng)用和航天技術(shù)試驗(yàn)三大類。

探索未知宇宙、發(fā)展航天技術(shù)是人類的共同事業(yè)，國(guó)際合作也是航天發(fā)展的趨勢(shì)潮流。

中國(guó)空間站是歷史上此類項(xiàng)目首次向所有聯(lián)合國(guó)會(huì)員國(guó)開放。中國(guó)已經(jīng)和聯(lián)合國(guó)外空司聯(lián)合開展了面向國(guó)際的中國(guó)空間站空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目征集活動(dòng)，來自17個(gè)國(guó)家、23個(gè)實(shí)體的9個(gè)項(xiàng)目成功入選中國(guó)空間站第一批科學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，這是中國(guó)載人航天工程首次通過聯(lián)合國(guó)進(jìn)行的大規(guī)模國(guó)際合作。此后，還在繼續(xù)面向國(guó)際征集實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

“天和”

2021年4月29日，中國(guó)先用長(zhǎng)征-5B將“天和”核心艙送入太空預(yù)定軌道，宣告了中國(guó)開啟空間站任務(wù)的新時(shí)代。

“天和”核心艙是空間站組合體控制和管理主份艙段，具備交會(huì)對(duì)接、轉(zhuǎn)位與停泊、乘組長(zhǎng)期駐留、航天員出艙、保障空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，可支?名航天員長(zhǎng)期在軌駐留，可裝有4個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。其發(fā)射質(zhì)量為22.5噸，是中國(guó)目前研制、發(fā)射的最大航天器，長(zhǎng)16.6米，供航天員工作生活的空間可達(dá)50立方米。

2021年發(fā)射的“天和”核心艙采用了不少新技術(shù)。例如，配置有一部承載力達(dá)25噸的10米長(zhǎng)“七自由度大型空間機(jī)械臂”。它可在艙體表面的爬行移動(dòng)。無(wú)論是艙段轉(zhuǎn)位、大設(shè)備的移動(dòng)，還是航天員自身移動(dòng)，都可用該機(jī)械臂完成。

為了降低載人航天的成本，“天和”采用了再生式生命保障系統(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。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。這些都降低了空間站生命保障的補(bǔ)給成本。

“天舟”

由于中國(guó)正在建造的大型空間站“天宮”要長(zhǎng)期載三人在軌運(yùn)行，而“神舟”載人飛船每次滿載三人上天時(shí)只能攜帶300千克貨物，為此，中國(guó)又研制和發(fā)射了每次能為空間站運(yùn)送近7噸貨物的“天舟”貨運(yùn)飛船，從而滿足空間站長(zhǎng)期載人航天的需求。第一艘“天舟”號(hào)貨運(yùn)飛船于2017年4月20日發(fā)射，隨后與天宮二號(hào)完成首次對(duì)接。

“天舟”貨運(yùn)飛船由貨物艙和推進(jìn)艙組成，其中貨物艙用于存放貨物、設(shè)備，推進(jìn)艙為貨運(yùn)飛船提供電力能源、推進(jìn)控制動(dòng)力并裝載推進(jìn)劑。每艘“天舟”貨運(yùn)飛船可?？靠臻g站1年。

該飛船整船最大裝載狀態(tài)下重量達(dá)13.5噸，上行貨物運(yùn)輸能力為6.9噸，其載貨比（所載貨物重量與飛船總重量之比）高達(dá)51%，居世界第一；每次貨物的運(yùn)載量在全球現(xiàn)役貨運(yùn)飛船中也最大的。

“問天”“夢(mèng)天”

2022年將發(fā)射“問天”和“夢(mèng)天”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙用于支持大規(guī)模開展艙內(nèi)外空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)。它們與“天和”核心艙對(duì)接后，航天員在空間站的活動(dòng)空間可達(dá)110立方米。

“問天”實(shí)驗(yàn)艙還可作為組合體控制和管理的備份艙段，并具備乘員出艙活動(dòng)能力，有3個(gè)臥室，可裝8個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜；

“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙還具備載荷自動(dòng)進(jìn)出艙能力，可裝13個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜。

“問天”實(shí)驗(yàn)艙配置了1個(gè)5米長(zhǎng)小機(jī)械臂，可以與核心艙的大機(jī)械臂組合成15米長(zhǎng)的更大機(jī)械臂。

“巡天”

在發(fā)射了三個(gè)艙后，中國(guó)還將發(fā)射與“天宮”空間站共軌飛行的“巡天”光學(xué)艙。它將搭載2米口徑的首個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡，分辨率與美國(guó)“哈勃空間望遠(yuǎn)鏡”相當(dāng)，但視場(chǎng)是后者的300多倍，可在大范圍巡天科學(xué)研究方面顯身手，將在宇宙結(jié)構(gòu)形成和演化、暗物質(zhì)和暗能量、系外行星與太陽(yáng)系天體等方面開展前沿科學(xué)研究，有望取得一批新成果。

（本報(bào)道撰文者系全國(guó)空間探測(cè)技術(shù)首席科學(xué)傳播專家）