长征五号 B 运载火箭首飞成功，中国空间站建造大幕拉开

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专辑

长征五号B运载火箭成功首飞，标志着空间站阶段任务的首次胜利。

揭秘中国空间站的秘密（深度观测）

2020年5月5日，在中国文昌航天发射场，长征五号B运载火箭首次发射，成功将新一代载人飞船试验船和柔性充气货物返回舱试验舱送入太空轨道。 5月8日，新一代载人飞船试验船返回舱成功着陆返回。试验取得圆满成功。这也是中国空间站首次在轨建设阶段执行任务。期待已久的中国空间站建设终于开始了。

5月5日，为我国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭在海南文昌成功首飞，正式拉开了我国载人航天工程“第三步”的序幕。新华社发（屠海潮 摄）

我国于20世纪90年代启动的载人航天工程规划了“三步走”战略。从发射载人飞船将中国宇航员送上太空，到太空舱、发射太空实验室，我们现在已经到了第三步，那就是“建设空间站，解决大规模、长期载人航天应用问题”随着空间站工程全面展开，中国正式进入“空间站时代”。

按照计划，空间站将于2022年左右建成，届时将在高度340-450公里的近地轨道运行，可在轨飞行10年以上，支持大规模空间科学实验、技术试验、空间应用等活动。而且，通过空间维护可以延长使用寿命，扩大其规模。

空间站是什么样子的？

整体结构呈T型，分为三个舱段。如果把神舟飞船比作一辆汽车，天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅，而空间站就像三室两厅加一个储藏室。

中国空间站的名字相当中国，名叫“天宫”（见图）。它通常可容纳3人，在宇航员轮换期间最多可容纳6人。建成后将成为我国在轨长期稳定运行的国家空间站。实验室。

中国载人航天工程总设计师周建平介绍，空间站基本构型有三个舱段、一个核心舱和两个实验舱。每舱重20吨，三舱组合质量约66吨。空间站整体呈T字形布局，核心舱位于中间，实验舱一、实验舱二连接两侧。其中，核心舱用于控制整个空间站组件，两个实验舱用于生物、材料、微重力流体、基础物理等科学实验。

中国航天科技集团公司五院空间站系统副总设计师朱广辰形象地比喻道：“如果神舟飞船是一辆汽车，那么天宫一号、天宫二号就相当于一居室的房子，一个客厅，而空间站就像三间卧室和两个客厅，还有一个储藏室。”

核心舱命名为“天河号”，总长16.6米，最大直径4.2米，发射质量22.5吨。它可以支持三名宇航员在轨道上长期停留。它是我国目前研制的最大的航天器。它不仅是空间站的管控中心，也是宇航员居住的主要场所。它还可以支持少量的空间科学实验和技术测试。为了让宇航员在太空的长期生活更加舒适，核心舱在设计上取得了重大突破。宇航员工作和生活的空间约为50立方米。加上两个实验舱后，航天员活动的整体空间达到110立方米。立方米。

核心舱包括节点舱、生命控制舱和资源舱三部分。它有3个对接端口和2个停泊端口。对接端口用于连接两个实验模块，与核心模块组装在一起形成空间站组件。对接接口用于载人航天器、货运飞船等飞行器进入空间站，同时还有供宇航员出舱活动的出口舱口。其中，核心舱前端2个对接口接受载人飞船对接，后端1个对接口接受货运飞船对接补给。对接接口可支持其他飞行器短期对接，并接受新舱对接，扩大空间站规模。

中国航天科技集团公司五院空间站系统总设计师张浩表示，核心舱是空间站的主控模块，主要控制航天器的飞行姿态、动力和载人环境。整个空间站。核心舱大柱段直径为4.2米，小柱段直径为2.8米。大柱段主要是航天员工作和实验的地方，小柱段是航天员的睡眠区和卫生区，保证航天员的生活和正常生活。

实验模块一命名为“问天”。其主要任务是在舱内和舱外空间进行科学实验和技术试验。也是宇航员的工作生活场所和应急避难所。实验舱I配备了航天员出舱活动专用气闸室，为航天员出舱活动提供支持。它配备了一个小型机械臂，可以自动安装舱外负载。实验舱I具有核心舱的一些关键平台功能，这意味着它可以在需要时执行空间站的整个管理和控制。

实验舱二号名为“梦天”，与实验舱一号功能类似。实验舱二号还配备了货物专用气闸室，支持在宇航员和机械臂的辅助下自动进出货物和负载。

空间站项目还包括空地运输系统和货物运输系统。天地运输系统由神舟载人飞船和长征二号F运载火箭组成，用于航天员和部分物资进出空间站。神舟载人飞船可搭载3名航天员往返于太空与地球之间。当停靠在空间站时，它还充当紧急救援和宇航员返回的救生艇。

空间站货物运输系统由天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成。货运飞船将宇航员的生活用品、推进剂、有效载荷设备和其他物资运送到空间站。

在空间站建设阶段，长五乙火箭还肩负着将空间站舱送入轨道的重要任务。中国对于空间站的未来也有一个重要的计划。空间站建设完成后，将单独发射一个十多吨的光学模块，以保持与空间站的共轨飞行。该光学模块名为“Sky ”，具有自主飞行能力。正常任务时，它与空间站共轨飞行，进行高分辨率天文观测，开展天体物理学和空间天文学研究。当需要燃料补充和设备维护时，光学模块可以与空间站对接，进行推进剂补充和设备维护，以提高其寿命和工作性能。

“计划在光学舱内设置一座两米巡天望远镜，如果在轨运行10年，可观测40%以上的天空区域。”周建平说道。这套望远镜可以源源不断地为科学家研究宇宙学和天文学提供海量观测数据。

中国空间站的设计研制坚持规模适度、安全可靠、技术先进、经济高效的理念，总体体现了中国特色和技术进步。周建平表示，中国空间站可以进一步扩建，为未来发展留出空间。根据空间科研和应用的需要，可以对接更多的舱段，也可以通过在轨维护和在轨技术升级来满足需求。中国空间站的研发遵循适度规模的原则，有利于控制工程成本，重点突出载人航天的特点，凸显人类在太空中的作用。

如何建造空间站？

分关键技术验证、建设和运营三个阶段实施。长五B首飞后，将陆续发射“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱。宇航员将进行多次出舱活动并参与空间站建设

根据任务规划，空间站工程分为关键技术验证、建设和运行三个阶段。中国载人航天工程办公室副主任林锡强表示，为完成空间站建设，共计划执行12次任务。长五乙首飞后，将陆续发射“天和”核心舱、“问天”实验舱、“梦天”实验舱，进行空间站基本构型在轨组装和建造。还计划发射4艘神舟船。载人飞船和四艘天舟货运飞船进行航天员轮换和货物补给。

“接下来的11次任务将是高密度的发射任务，充满新技术和挑战，发射频率和任务复杂性将大大增加。”周建平接受采访时表示。这也将是一个非常精彩的实验过程。 11次任务的完成将意味着中国空间站正式建成。

空间站实验核心舱计划于2020年左右发射，目的是验证空间站关键技术。验证完成后，将陆续发射两个实验舱与其对接，空间站将从建造阶段进入运行阶段。从核心舱阶段开始，宇航员也将开始实际参与空间站的建设，承担诸多任务。例如，他们必须多次执行复杂的舱外活动。届时，宇航员可以利用机械臂协同完成有效载荷的在轨安装、调试和升级。

事实上，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。

“宇航员在舱内操作机械臂，宇航员在舱外太空行走。无论是舱段的换位、大型设备的移动，还是宇航员本人的移动，都可以通过机械臂。”周建平说，“空间站设计了两种机械臂，人机协作使空间站的建造和维护成为可能。”

“向太空运输材料的成本非常高，回收材料、提高材料的回收率是世界载人航天关注的重大技术问题。”周建平说。

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。此前中国航天员在轨飞行的纪录是33天。宇航员生存所需的水和氧气是由飞船直接带入太空的。为了让宇航员在轨道上停留更长时间，空间站设计了一套完整的可再生生命保障系统。电解制氧过程中产生的氢气与宇航员呼出的二氧化碳会通过化学反应生成氧气，这也可以减少对氧气供应的需求。

空间站如此庞大的系统需要强大的电力保障。空间站的动力系统由两对“翅膀”——单翼展约30米的柔性太阳能翼组成。该系统可为空间站提供可靠、充足、不间断的电力供应。此外，空间站将采用电力推进技术作为空间站轨道维持的动力装置，这将大幅减少空间站运行期间的推进剂补给需求。

空间站是用来做什么的？

在轨运行期间，将支持开展面向前沿科学探索、人类生存和空间活动的大规模空间科学实验、技术实验、空间应用等活动。

空间站建成后，将成为宇航员的“太空家园”和科学研究的“太空实验室”。一流的空间实验平台将为科学家实现世界级重大突破提供有力保障。

按照计划，空间站将在轨运行10年以上。绕地球运行时，将支持开展大规模空间科学实验、技术实验、空间应用等活动，服务于前沿科学探索、人类生存和空间活动。

载人航天应用系统专家表示，中国空间站不仅是中国科学家的科学探索平台，也是全球科学家的科学探索平台。通过空间站，更多的科学成果有望出现，许多宇宙之谜也将被揭开。

空间站资源非常宝贵。经过科学、缜密的选型，空间站将配备涉及生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等多个门类的科研实验设施。

包括与空间站共轨飞行的巡天望远镜在内，空间站计划在密封舱内部署十多个科学实验柜和舱外暴露实验平台。每一个科学实验柜都可以被视为一个小型空间实验室，支持一个或多个方向的空间科学和应用研究。

具体来说，在人类生存方面，空间站将围绕人类长期太空生存和改善地面生活质量开展研究和应用。空间活动方面，空间站支持开展遥科学技术、在轨组装维修维护、人机联合作业等应用技术测试验证，提升载人航天活动能力和在轨服务能力，扩大人类活动范围。

在空间站中，宇航员既是空间站的居民，又是研究的对象。例如，迄今为止，11名中国航天员已成功完成6次载人飞行任务。他们还有效验证了航天员选拔训练技术以及健康、生活、工作三大驻地保障技术，为未来长期空间站飞行奠定了基础。坚实的基础提供了强有力的技术支持和保障。空间站时代，围绕宇航员的科技研究还将继续进行。

“我们的目标是建设和运行国家级空间实验室，为空间科学研究和应用提供综合支撑，推动我国空间科学研究进入国际先进行列，不断转化和应用先进科技成果。”中国科学院空间应用工程技术中心主任高明表示。

谁将住在空间站？

空间站正常运行时，三名宇航员作为机组人员长期飞行，机组人员定期轮换。未来将驻扎不同类型的宇航员，例如飞行工程师和科学家

目前，空间站建设阶段四次飞行任务的航天员组已选拔完毕，正在进行任务训练。我国第三批预备航天员的选拔也将于今年7月左右完成。

空间站正常运行时，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。

与我国此前载人航天任务大约每两年一次相比，空间站建设和运行期间每年都会进行多次发射，需要更多类型和数量的航天员。

目前，我国的航天员是从现役空军飞行员中选拔的，而且以航天飞行员为主。空间站将开展空间科学实验。除了良好身体素质的共同要求外，未来还需要不同类型的宇航员，例如航天工程师和载荷专家（科学家）。飞行工程师执行空间站的建造和维护等任务。科学家，也称为有效载荷专家，可以在空间站的空间实验室中进行实验。根据空间站的实验项目，选拔具有相关专业背景的科学家进行培训也是航天员选拔和培训的一个主要方向。

中国首位进入太空的航天员杨利伟表示，我国从2018年开始选拔第三批航天员，这次选拔在数量、类型、范围等方面都发生了变化。他们不仅从空军飞行员中选拔，还从社会相关领域，如相关工业部门、科研院所、大学等选拔。

空间站任务还需要宇航员具备更多能力。未来，宇航员在轨道上停留的时间将会更长。目前中国航天员最长的纪录是在太空一个月，未来将是三个月、六个月甚至更长时间。宇航员的技术技能将发生重大变化。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。

载人航天工程航天员系统副总设计师黄伟芬进一步解释，空间站任务期间，空间站舱室较多，运行时间较长。宇航员每天需要花费大量的时间进行空间站的维护和管理，还必须参与空间站的组装。 、建设、空间站维护、修理和设备更换。同样，在空间站任务期间，宇航员必须完成大量的空间科学实验、技术测试和有效载荷操作。学科专业多、跨度大，对航天员的专业知识储备和科学素养提出了极高的要求。

曾执行神舟十一号任务的航天员陈冬表示，空间站任务将在轨飞行时间较长，实验项目也会较多。他希望通过加强学习，成为一名能够独立设计实验的科研宇航员。 “未来，在太空中，用自己的双手完成它，感觉会非常美妙。” （记者于建斌 刘诗瑶）

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