4月29日11時(shí)23分，中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)，長(zhǎng)征五號(hào)B遙二火箭成功將天和核心艙送入預(yù)定軌道。作為搭建我國(guó)空間站的第一個(gè)模塊，天和核心艙是中國(guó)空間站發(fā)射入軌的首個(gè)艙段，主要用于空間站統(tǒng)一控制和管理，具備長(zhǎng)期自主飛行能力，可支持航天員長(zhǎng)期駐留，開(kāi)展航天醫(yī)學(xué)、空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，起飛質(zhì)量22.5噸，是目前我國(guó)自主研制的規(guī)模最大、系統(tǒng)最復(fù)雜的航天器。接下來(lái)，它將在太空中靜候與“問(wèn)天”及“夢(mèng)天”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙交會(huì)對(duì)接，最終組建成T字形的天宮空間站。這標(biāo)志著我國(guó)載人航天工程“三步走”成功邁出第三步，宣告了中國(guó)開(kāi)啟空間站任務(wù)新時(shí)代。

打造舒適宜居的太空之家

建造空間站意味著中國(guó)人在太空有了一個(gè)“家”。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(jì)師施麗銘介紹說(shuō)，此次發(fā)射的天和核心艙是中國(guó)空間站的關(guān)鍵艙段，也是空間站組合體控制和管理的主份艙段。核心艙的體積非常大，航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰形象地比喻，如果說(shuō)神舟飛船是一輛轎車(chē)，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就相當(dāng)于一室一廳的房子，那么空間站就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間的“豪宅”了。

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體主任設(shè)計(jì)師張昊介紹，天和核心艙的密封艙內(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)六個(gè)區(qū)域，不僅能夠保證每名航天員都有獨(dú)立的睡眠環(huán)境和專(zhuān)用衛(wèi)生間，而且在就餐區(qū)配置了微波爐等家居物品。不僅如此，太空跑臺(tái)、太空自行車(chē)等航天員日常鍛煉的健身器材也一應(yīng)俱全。此外，核心艙還為航天員配置了手機(jī)和支持收發(fā)電子郵件的測(cè)控通信網(wǎng)，航天員不僅可以在軌通話，還可以實(shí)現(xiàn)與地面的雙向視頻通話。

在空間站時(shí)代，航天員的太空之旅將更加漫長(zhǎng)。此前我國(guó)航天員在軌飛行時(shí)間的最長(zhǎng)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)。

保證長(zhǎng)期穩(wěn)定在軌運(yùn)行

航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師侯永青介紹：“中國(guó)空間站設(shè)計(jì)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(zhǎng)壽命要求，我們從設(shè)計(jì)伊始就開(kāi)展了長(zhǎng)壽命、可靠性、維修性、安全性一體化設(shè)計(jì)。”

空間站在太空安家后，將面對(duì)來(lái)自宇宙的各種威脅和挑戰(zhàn)，如原子氧、紫外輻照等。這些危險(xiǎn)因素可能造成空間站的材料性能衰退，或者誘發(fā)故障，從而制約艙外電纜等產(chǎn)品和設(shè)備的使用壽命。

“影響天和核心艙艙體主結(jié)構(gòu)長(zhǎng)壽命的因素主要有疲勞損傷、意外損傷和腐蝕三種。”航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)總體主管設(shè)計(jì)師夏喬麗說(shuō)。為最大限度減少損壞和傷害，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)想方設(shè)法讓空間站變得更結(jié)實(shí)、更強(qiáng)壯。“在天和核心艙主結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，我們從抗腐蝕、抗疲勞、抗斷裂三個(gè)維度進(jìn)行了綜合分析和評(píng)價(jià)，從材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、構(gòu)型、參數(shù)設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了科學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并從材料到構(gòu)件到艙段都進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，以確保長(zhǎng)壽命。”施麗銘介紹。

五大目標(biāo)注重應(yīng)用效益

空間站工程是載人航天工程“三步走”中的第三步：第一步，發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程，開(kāi)展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn);第二步，突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)、空間飛行器的交會(huì)對(duì)接技術(shù)，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題;第三步，建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長(zhǎng)期有人照料的空間應(yīng)用問(wèn)題。

中國(guó)空間站主要有五大工程目標(biāo)：一是建造并運(yùn)營(yíng)近地空間站，突破、掌握和發(fā)展大型復(fù)雜航天器的在軌組裝與建造、長(zhǎng)期安全可靠飛行、運(yùn)營(yíng)管理和維護(hù)技術(shù)，提升國(guó)家航天技術(shù)水平，帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域和行業(yè)科技進(jìn)步，增強(qiáng)綜合國(guó)力。二是突破、掌握和發(fā)展近地空間長(zhǎng)期載人航天飛行技術(shù)，解決近地軌道長(zhǎng)期載人航天飛行的主要醫(yī)學(xué)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)航天員長(zhǎng)期在軌健康生活和有效工作。三是建成國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室。發(fā)展具有國(guó)際先進(jìn)水平的空間科學(xué)與應(yīng)用能力，開(kāi)展多領(lǐng)域空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)、空間應(yīng)用，以及科普教育，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。四是開(kāi)展國(guó)際(區(qū)域)合作，為人類(lèi)和平開(kāi)發(fā)和利用空間資源作出積極貢獻(xiàn)。五是以在軌服務(wù)、地月和深空載人探測(cè)需求為牽引，試驗(yàn)和驗(yàn)證相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)，為載人航天持續(xù)發(fā)展積累技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。

今年，我國(guó)還將發(fā)射2艘載人飛船、2艘貨運(yùn)飛船，并在軌驗(yàn)證7大關(guān)鍵技術(shù)：空間站推進(jìn)劑補(bǔ)加、再生生保、柔性太陽(yáng)電池翼和驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、大型柔性組合體控制、組裝建造、艙外操作、在軌維修，為實(shí)施空間站組裝建造和長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)任務(wù)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。(記者 姜天驕)

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