隨著神舟十四號載人飛船發(fā)射成功，中國空間站建設(shè)也從關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段轉(zhuǎn)入在軌建造階段。

中國天宮空間站模擬圖（照片來源：中國載人航天辦）

1971年4月19日，世界上第一個(gè)空間站——蘇聯(lián)“禮炮1號”進(jìn)入太空，從那時(shí)起人類在太空中便有了可以棲身的住所?？臻g站從誕生之初到如今已經(jīng)有超過50年的發(fā)展歷史。

在這50年里，空間站不斷發(fā)展迭代，內(nèi)部空間越來越大，發(fā)電量越來越大，功能越來越豐富，技術(shù)也越來越先進(jìn)，成為了人類進(jìn)行科學(xué)研究、探索太空的前哨站。從構(gòu)型上來看，空間站從禮炮系列那樣的單體空間站，發(fā)展到像和平號那樣的大型模塊化空間站，再到國際空間站這樣重量超過400噸的龐然大物，可以說，空間站發(fā)展的歷程就是人類航天技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影。

我國分別在2011年和2016年發(fā)射了天宮一號目標(biāo)飛行器和天宮二號空間實(shí)驗(yàn)室，為建造真正的空間站奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在它們的生命周期中，我國驗(yàn)證了大量與空間站建設(shè)相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)。空間交互對接、推進(jìn)劑補(bǔ)給等實(shí)驗(yàn)，為中國空間站的建造和運(yùn)營積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)，奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而2022年，中國空間站將建設(shè)完成，成為目前人類在太空“唯二”的家園。

T字形結(jié)構(gòu)

中國空間站目前規(guī)劃的構(gòu)型總體上可以分為三個(gè)部分，即一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙。在運(yùn)營過程中，空間站組合體的最大重量可以超過100噸?！皢柼臁焙汀皦籼臁眱蓚€(gè)實(shí)驗(yàn)艙對接在“天和”核心艙前端球形對接端口的左右兩端，組成T字構(gòu)型。兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙與核心艙節(jié)點(diǎn)艙對接后，還剩兩個(gè)端口和核心艙的后端端口可以對接神舟載人飛船和天舟號貨運(yùn)飛船。

核心艙中部自帶有一對高性能柔性砷化鎵太陽翼，而在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的末端桁架上也各帶有一對更長的柔性太陽翼。單個(gè)太陽翼完全展開的長度將近30米，它們在部署后可以為空間站組合體提供極為充足的電力。當(dāng)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙對接完畢后，核心艙的太陽翼將會被航天員們移到實(shí)驗(yàn)艙的兩端，讓每一個(gè)太陽翼都能發(fā)揮最大的效能。

天和核心艙

空間站的核心艙最早在蘇聯(lián)和平號空間站上出現(xiàn)，結(jié)構(gòu)大體上可以分為節(jié)點(diǎn)艙、小柱段和大柱段。天和核心艙本體截至目前是中國航天打造的最重載荷，重量超過了22噸。

天和核心艙

天和核心艙是中國空間站的中樞，也可以說是空間站的大腦。它是整個(gè)空間站的控制大廳，用于統(tǒng)一控制和管理空間站組合體，控制機(jī)械臂，為提供航天員生活和工作的場所，同時(shí)支持開展科學(xué)研究項(xiàng)目。天和核心艙的居住條件與過去所有空間站甚至國際空間站相比都相當(dāng)優(yōu)越。核心艙有三個(gè)臥室、一個(gè)廁所和一個(gè)包裹式淋浴間，每一個(gè)臥室的空間都相當(dāng)大，且每一個(gè)臥室都有一扇窗戶，隨時(shí)可以看見太空的美景。并且中國空間站臥室在設(shè)計(jì)之初就對噪聲和振動進(jìn)行了嚴(yán)格管理，控制標(biāo)準(zhǔn)比國際空間站上的更加嚴(yán)格，最大程度保證了航天員的身心健康和睡眠質(zhì)量。

天和核心艙還擔(dān)負(fù)著一個(gè)重要使命，即為空間站進(jìn)行升軌操作?？臻g站運(yùn)行在340千米到450千米之間的近地軌道，在這個(gè)高度里仍然存在極為稀薄的大氣阻力，在持續(xù)的繞軌飛行中龐大的空間站會逐漸丟失高度，如果不進(jìn)行升軌操作，空間站遲早會重返大氣層。天和核心艙上的發(fā)動機(jī)會在必要時(shí)點(diǎn)燃，抬升中國空間站的軌道，保障空間站的安全，而核心艙上還有若干調(diào)姿發(fā)動機(jī)，可以在必要時(shí)調(diào)整空間站的姿態(tài)。

天和核心艙上有3個(gè)專業(yè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜：無容器材料實(shí)驗(yàn)柜、醫(yī)學(xué)樣本分析和高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜及人系統(tǒng)研究機(jī)柜。航天員生存所必需的制氧設(shè)備和廢物處理裝置等系統(tǒng)，用于加熱食物和處理復(fù)水食物的設(shè)備也在核心艙內(nèi)。人體在太空中長時(shí)間駐留時(shí)如果不進(jìn)行一定程度的運(yùn)動，會導(dǎo)致骨質(zhì)疏松和肌肉萎縮等后果，在核心艙內(nèi)安裝有自行車、跑步機(jī)來幫助航天員們進(jìn)行鍛煉。

問天和夢天實(shí)驗(yàn)艙

問天實(shí)驗(yàn)艙將是中國空間站迎來的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，長度17.9米，最大直徑4.2米，重約20噸。其內(nèi)部包含了四個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜：生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、科學(xué)手套箱兼低溫儲物柜。其主要任務(wù)是開展艙內(nèi)艙外的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)實(shí)驗(yàn)；問天艙內(nèi)還有三個(gè)臥室和一個(gè)廁所，作為航天員的工作生活和應(yīng)急避難場所，在乘員輪換期間，與核心艙共同承擔(dān)六位航天員的生活起居。問天實(shí)驗(yàn)艙上有核心艙部分關(guān)鍵平臺功能，在需要時(shí)可以執(zhí)行空間站的管理和控制。問天實(shí)驗(yàn)艙還可以為中國空間站提供一個(gè)專門用來進(jìn)行太空行走的氣閘艙。目前中國空間站上所使用的氣閘艙是由球形對接端口兼職的，使用時(shí)必須關(guān)閉球形對接端口和小柱段之間的密封門，太空行走需要的航天服目前也儲存在端口內(nèi)，使用起來并不方便。這個(gè)問題將在問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射后得到解決。

問天實(shí)驗(yàn)艙

問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射時(shí)還會再攜帶一個(gè)小型機(jī)械臂上天，與目前在核心艙上已經(jīng)進(jìn)入工作狀態(tài)的機(jī)械臂配合，若兩個(gè)機(jī)械臂合體，則這個(gè)長組合機(jī)械臂的長度將會達(dá)到約15米?！皢柼臁焙汀皦籼臁边€各有一個(gè)用于轉(zhuǎn)位的小機(jī)械臂。

問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙的外部還有可以放置實(shí)驗(yàn)設(shè)備和物體的暴露平臺，配置了多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷接口或大型載荷掛點(diǎn)，可用于掛載各種實(shí)驗(yàn)儀器和載荷，開展天文觀測、地球觀測、空間材料科學(xué)、空間生物學(xué)等多種類型的暴露實(shí)驗(yàn)或應(yīng)用技術(shù)試驗(yàn)。

而夢天實(shí)驗(yàn)艙將是中國空間站迎來的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，長度17.9米，最大直徑4.2米，重約20噸。其內(nèi)部包含了九個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜：流體物理實(shí)驗(yàn)柜、兩相系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)柜、燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜、在線維修裝調(diào)操作柜、航天基礎(chǔ)試驗(yàn)機(jī)柜、高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)柜?！皦籼臁钡闹饕蝿?wù)與“問天”基本一樣，“夢天”也有一個(gè)氣閘艙，不過“夢天”的氣閘艙是專門用于載荷和貨物的艙外試驗(yàn)項(xiàng)目的。

中國空間站是中國載人航天工程開展近30年來，所有中國航天人的心血結(jié)晶?？梢哉f，從應(yīng)用技術(shù)的先進(jìn)性到人員居住的舒適度，中國空間站在各方面都處于世界領(lǐng)先水平。中國空間站將至少在軌運(yùn)行10年，并將通過不斷地在軌維護(hù)延續(xù)壽命，就像如今的國際空間站一樣?？臻g站建造完成后，擴(kuò)建工作還會繼續(xù)開展，其中包括將于明年發(fā)射巡天望遠(yuǎn)鏡，后續(xù)還有更多的建設(shè)步驟。未來中國空間站將會變得更大、更完善，為人類文明和技術(shù)進(jìn)步做出更大貢獻(xiàn)。