中国空间站天和核心舱成功发射，开启载人航天工程第三步
空间站示意图。资料图片
天宫与神舟飞船对接示意图。
资料图片
4月29日，重22.5吨的中国空间站天河核心舱从文昌航天发射场发射，被长征五号B运载火箭成功送入地球轨道。我国迄今为止最大的航天器已进入太空，这意味着中国空间站建设进入实质性“建设”。对于以三舱为基本配置设计的空间站来说，核心舱作为空间站的主控舱，不仅是空间站的管控中心，也是航天员居住的主要场所。它有能力长期支持宇航员。太空生活。
我国载人航天工程于1990年代初启动，规划了“三步走”战略。现在已经进入第三步——“建设空间站，解决大规模、长期载人航天应用问题”。 。空间站是运行在近地轨道的大中型载人航天器。它可以让人们在太空中长期居住。它依靠货运飞船来补充推进剂和消耗品。它可以通过宇航员的设备维修和更换来延长其寿命或改变。 ，扩展了功能，堪称空间聚落。
从发射载人飞船将宇航员送入太空，到发射太空舱和空间实验室，中国载人航天工程先后使用了6艘载人飞船、5艘无人飞船、一艘货运飞船、一架目标飞行器和一个空间实验室支持了11艘载人飞船。中国航天员14人完成多次太空旅程。环环相扣、步步为营，正是通过历次“神舟”、“天宫”任务，我们取得了突破，掌握了太空旅行、太空退出、交会对接等关键技术，为稳定可靠的航天事业奠定了基础。空间站的建设路径。 。
天地之间的往返
运送宇航员和物资到空间站，并作为“救生艇”长期停靠在空间站
2003年10月15日上午9点，在震耳欲聋的轰鸣声中，神舟五号飞船乘火箭升空，载着中国第一位航天员杨利伟进入太空。在绕地球飞行14圈、历时21小时23分钟后，杨利伟乘坐神舟五号飞船完成了中国首次载人航天飞行，在浩瀚太空留下了中国人的身影。
空间站并不是往返地球的航天器。要建造空间站，首先必须有一艘飞船来运送人们往返地球。
据航天专家介绍，航天器最重要的用途之一就是向空间站运送宇航员和物资。此外，当人们在空间站中长期工作和生活时，随时可能出现危险，例如宇航员突发疾病、空间碎片或流星击穿宇航员居住的压力室墙壁等。时间到了，宇航员需要立即撤离空间站并返回地面。由于体积小、重量轻、成本低，该航天器非常适合作为“救生艇”长期停靠在空间站。神舟载人飞船可搭载3名航天员往返于太空与地球之间。对接空间站时，它还充当宇航员紧急救援和返回的“救生艇”。
从神舟一号无人飞船到神舟五号载人飞船的飞行都取得了成功，但成功并不意味着成熟。因此，神舟六号和神舟七号飞船不断优化，进一步提高可靠性和安全性。有了首次载人飞行的经验，科研人员对飞船进行了适当的改进。 2005年神舟六号发射时，已可搭载两名航天员，飞行时间延长至5天。
神舟系列飞船变化最大的是神舟七号和神舟八号两个阶段。神舟七号新增出舱功能，神舟八号完成交会对接。
中国载人航天工程总设计师周建平表示，所有神舟飞船都具备太空与地球之间的航行能力。神舟一号至神舟七号飞船的主要功能是将人送入近地轨道，人们在飞船上生活和工作。从神舟八号开始，神舟飞船基本定型为载人运输飞船，此后不会再做大的改变。它可以与在轨运行的航天器对接，然后将人员送上航天器。宇航员完成预定任务后，将乘坐飞船返回地面。
神舟八号实现了无人载人任务的自动交会对接，神舟九号则实现了载人任务的手动交会对接。与神舟八号、神舟九号具有相同功能的神舟十号飞船，在进一步测试交会对接技术后，完成了应用飞行任务。此后，作为稳定成熟的载人飞船，神舟系列飞船和长征二号F运载火箭共同构成了我国载人天地交通体系，将成为中国航天员往返空间站的太空交通工具。
当然，火箭是目前人类冲出大气层、前往太空的唯一交通工具。空间站的建设尤其需要强大的运载火箭。长征五号B运载火箭担负着将空间站舱送入轨道的重要任务。空间站“专列”长征五号B运载火箭是在长征五号运载火箭基础上改进研制的新型火箭。
火箭专家表示，长征五号乙运载火箭是按照系列化、模块化、组合化思路研制的新型大型运载火箭。这也是我国首个一级半构型的大型运载火箭，主要用于近地轨道。大型航天器发射承担我国载人空间站舱等重大航天发射任务。由于空间站舱比以往的航天器要大得多，科研人员根据空间站任务需求，研发了大型整流罩，可以覆盖空间站舱，保护其在发射过程中的安全。
外太空
在太空组装和维修空间站时，宇航员的退出是一个重要手段
2008年9月25日21时10分，我国第三艘载人飞船神舟七号成功将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名航天员送入太空。这三位中国宇航员都是马。太空旅行开始了。适应陌生的太空环境仅两天后，翟志刚在刘伯明、景海鹏的密切配合下，完成了首次太空出舱行走，实现了中国人在太空轨道上与宇宙的首次直接接触343距地球公里。这次握手，给广阔的空间增添了五星级红旗的亮丽色彩。
神舟七号三名航天员首次成功开展空间出舱活动，意味着空间出舱关键技术得到突破，为空间站建设奠定了坚实的基础。
专家介绍，掌握舱外空间活动技术主要有四个用途：一是在太空组装和扩建大型空间站；二是在太空中建造大型空间站。第二，对太空中的航天器进行维修、维护和升级；三是更加便捷地完成卫星回收释放和科学研究等。四是紧急航天救援。
空间站任务需要宇航员具备更多能力。过去，宇航员在太空中所做的大部分工作都是舱内实验。未来，在空间站建设阶段，宇航员将在舱外空间进行大量工作。
周建平认为，人在太空中可以发挥自动化机器无法替代的作用。建设近地轨道空间站，意味着掌握大型空间设施的建设技术和运行管理技术，并具备较强的维护、维修和升级能力。宇航员离开舱和使用机械臂都是重要手段。
神舟七号堪称继中国航天员首次进入太空之后，我国载人航天飞行的新里程碑。尤其是技术的飞跃是比较大的。为了突破舱外技术，科研人员在短时间内研制出了第一套舱外宇航服，在航天器轨道舱上增加了气闸功能，并在太空中成功应用，验证了气闸相关技术。气闸室是宇航员进出空间站的“安全转运舱”。神舟七号任务也为空间站气闸室的研制奠定了基础。
空间交会对接
它是当今航天领域最复杂的技术之一，是建造空间站必须迈出的关键一步。
2011年11月3日1时36分，在距地球343公里的轨道上上演了一场优美的太空之舞。这两位“舞者”是中国的两艘飞船：天宫一号目标飞行器和神舟八号飞船。 12个对接锁被准确启动，数千个齿轮和轴承同步工作。天宫与神舟携手相拥，开始了为期12天的“太空双舞”。中国成为世界上第三个掌握空间自动交会对接技术的国家。
2012年6月18日下午，天宫一号在太空中飞行，迎来了第一批航天员。三名航天员乘坐神舟九号飞船，通过自动交会对接抵达。 6月24日，神舟九号从天宫一号撤离，随后追击天宫一号。最终在航天员刘旺的手动控制下，再次成功与天宫一号对接。这意味着载人航天三大基础技术中的最后一项——空间交会对接技术已经完全掌握。
空间交会对接技术是当今航天领域最复杂的技术之一。对接规模大、技术复杂、风险大。这是空间站建设必须迈出的关键一步。
“如果没有空间交会对接技术的突破和掌握，建设空间实验室和空间站的想法就只是空中楼阁。”周建平说道。空间交会对接是开展载人航天活动必须突破的重要基础技术。载人航天器的主要目的是为空间站提供运输服务，因此需要攻克空间交会对接技术，以便将宇航员和所需的物资设备运送到空间站，并且可以将航天器运送到空间站。长期停靠在空间站上。
按照“一次飞行验证计划正确性，全面性必须通过多次飞行验证”的要求，使用三艘航天器和目标飞行器验证自动和手动交会对接技术。通过神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船的3次飞行和天宫一号的多次交会对接，空间交会对接技术得到充分验证，确保未来空间站人员和物资的可靠运输和供应。
周建平表示，从总体方案来看，航天器与飞船的对接如果是基于当时国外使用的航天器，看似简单，但飞行成本较高。要进行3次交会对接操作，需要发射6次航天器。我们研制了目标飞行器，如果需要进行N次交会对接，只需发射N+1艘航天器即可，减少了发射次数，降低了成本。让一架目标机支持多次交会对接是中国的独特创举。
这提出了新的技术挑战。例如，目标飞行器必须具有载人能力，并且必须具有在轨道上较长时间飞行的能力。天宫一号的表现证明可以成功应对这一挑战。除了完成交会对接之外，与航天器相比，天宫一号还可以为人们提供支持访问、工作和生活的能力。飞船与目标飞行器对接后，宇航员可以在目标飞行器内生活和工作一段时间，包括进行科学实验。
专家介绍，就太空交会对接任务而言，从总体规划到具体实施，包括交会对接机制、测控技术等，全部都是自主研发。例如，交会对接核心的对接机构相当复杂，由数百个传感器、数千个齿轮、数万个零件组成。当两艘飞船上的对接机构牢固地相互锁定、合而为一时，两艘飞船之间必须建立一条气密通道，供宇航员通过。对接机构真正打通了宇航员的生命通道，宇航员通过这个通道进入天宫。
从此，太空旅行、太空出舱、太空交会对接三大载人航天活动基础技术被全面掌握。中国航天员现在可以自由进出近地轨道，具备了建设空间站的基础基础。健康）状况。
太空用品
空间站货物运输系统解决了空间站建设和长期运行所需的空间货物运输问题。
2017年9月22日，我国首艘货运飞船天舟一号在地面控制下，逐渐从300多公里轨道降落并接近地球，最终进入大气层燃烧殆尽，成功完成了历时5个月的“太空快递”使命。 “使命。
此前，天舟一号货运飞船成功发射后，与天宫二号空间实验室自动交会对接，成功完成首次“太空加油”；随后，天舟一号与天宫二号一起完成了入轨和第二次飞行。交会对接试验……天舟一号任务的完成，标志着我国载人航天工程“三步走”计划“第二步”的实现，也将我国载人航天推入了太空之门车站时代。
重要的是，天舟一号任务成功突破和验证了空间站货物运输、在轨推进剂补给等关键技术。自此，天舟货运飞船与长征七号运载火箭正式形成空间站货物运输系统，解决了空间站建设和长期运行所需的太空货物运输问题，为空间站提供了基础保障。空间站建设条件。货运飞船将把宇航员的生活物资、推进剂、有效载荷设备等物资运送到空间站，并收集空间站丢弃的废物和生活垃圾，随货运飞船返回大气层进行焚烧。
2017年4月22日12时23分，天舟一号与天宫二号进行交会对接。在做好一系列推进剂补给试验的准备后，天舟一号和天宫二号在地面操作人员的精确控制下，共同完成了历时约5天的在轨推进剂补给。
在轨补充推进剂也叫加油，是空间站采用的一项重要技术。空间轨道航天器补充推进剂非常复杂，是一项需要技术验证的重大技术。天舟一号任务突破并掌握了在轨补充推进剂技术，填补了我国航天领域的一项空白，实现了航天推进领域的重大技术跨越，扫清了总装、建造和长征的能源供应缺口。我国空间站的长期运行。障碍。
长期生活在空间站
确保宇航员在太空的长期生活、工作和健康对宇航员和地面支持团队来说都是一个挑战
2016年，神舟十一号航天员景海鹏、陈冬完成了33天的太空中期停留，为中国空间站后续建设和运行奠定了更加坚实的基础。
此前，神舟五号任务将杨利伟送入太空后，仅仅两年后，费俊龙和聂海胜就执行了危险和难度大得多的神舟六号飞船任务，实现了载人航天从“一人”的转变。从“一天”到“多人多天”的重大飞跃。景海鹏和陈冬参加的神舟十一号任务中，航天员在太空生活了一个月，达到了中长期太空飞行的门槛。
按照计划，未来空间站正常运行时，将由三名宇航员作为机组人员长期飞行，机组人员定期轮换。在轮换期间，最多可有六名宇航员同时在空间站上工作。交接完成后，前任机组人员乘坐载人飞船返回地球。宇航员将在空间站停留3个月甚至半年。
确保宇航员在太空中的长期生活、工作和健康对宇航员和地面支持团队来说都是一个挑战。神舟飞船历次载人飞行任务，实际上都是对太空居住保障的检验和验证。与我国以往载人航天任务的频率相比，空间站建设和运行期间每年都有多次发射，需要更多类型和数量的宇航员。
据载人航天工程航天员体系专家介绍，11名航天员已成功完成6次载人飞行任务，航天员队伍整体实力得到增强。 “人类是载人航天的主体，未来也将是走出地球寻找新家园的人类，所以我们要持续关注人类健康保障问题。”
截至2016年神舟十一号任务完成，航天员中期居住目标已经实现，显着延长了我国航天员在轨停留时间，有效改善了相关生活、工作和健康保障，以及宇航员执行飞行任务的能力。确认;初步建立长期任务支撑体系和保障机制，为空间站建设和运行奠定坚实基础；为长期参与空间站阶段的空间应用和技术实验积累了宝贵的经验。
周建平提到，向太空运送物资的成本非常高。材料的回收利用和提高材料的回收率是世界载人航天关注的重大技术问题。
通过新的技术支持，中国航天员在空间站的补给将得到更好的保障。此前，宇航员生存所需的水和氧气都是由航天器直接带入太空的。为了让宇航员在轨道上停留更长时间，空间站设计了完整的可再生生命保障系统，进一步提高水和氧气的循环利用水平，这不仅减轻了航天运输系统的负担、降低了成本，还允许人类在轨道上停留更长时间。太空生存能力进一步提高。
正是在掌握了一系列关键技术和基础能力后，中国空间站奠定了坚实的“航天基础”，从而初步实现了梦想。
记者手记
空间站的新起点
仿佛千里迢迢，一步一个脚印前行，中国人民的太空“筑巢”梦想终于成为现实——中国空间站的核心舱已经在我们头顶上绕地球飞行。很快，宇航员将搬进这个更新、更宽敞、更舒适、功能更强大的“太空家园”。不知道在星空“夜”下的深空入睡是一种怎样的体验？
能够进行太空旅行取决于克服技术困难、好奇心和努力。空间站是我国载人航天工程“三步走”发展战略的第三步。每一步看似自然而然的脚步背后，都是梦想与智慧、追求与勇气的故事。每一个坚实的脚步背后，都是独立自主、自力更生的进取精神。人们感叹前人的远见，钦佩创新者的精神。
这是对几代人辛勤劳动的回报和鼓励。它还将激发我们对更广阔世界的想象和对更深层次太空的探索。对于宇宙永无止境的探索来说，空间站是一个新的起点。在追逐梦想的路上，让我们继续奔跑，奔向美好的未来！
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