龐之浩

中國建造的第一座空間站——天宮空間站是多艙式空間站。它以天和核心艙、問天實驗艙-1 和夢天實驗艙-2 為基本構型。如果神舟飛船是一輛轎車,天宮一號和天宮二號就相當于一室一廳的房子,而空間站則是三室兩廳還帶儲藏間,算是“豪宅”了。
天和核心艙是目前中國研制的最大航天器,也是天宮空間站的關鍵艙段。它就好比是大樹的樹干,其余的艙段都會安裝在它的接口上,如同大樹的根、枝、葉,不斷向外延伸。
該核心艙有一個龐大的軀體和結實的身板,它全長16.6 米,最大直徑4.2 米,發射質量22.5 噸,可同時容納3 名航天員長期在軌駐留,并開展艙內外空間科學實驗和技術試驗。天和核心艙的長度比五層樓房還要高,直徑比地鐵車廂還要寬,體積比目前在軌飛行的國際空間站的任何一個艙段都大。其重量相當于三輛大客車的空重重量,同樣也超過國際空間站上的任何一個艙段。
為了讓航天員在太空中長期生活得更加舒適,天和核心艙在設計上較過去有很大突破,供航天員工作生活的空間約50 立方米,未來加上兩個實驗艙后,整體能夠達到110立方米。所以,在這個太空“觀景別墅”住著很舒服。

天和核心艙由節點艙、生活控制艙、后端通道和資源艙組成。其中生活控制艙是航天員的主要活動區域。
生活控制艙分小柱段和大柱段,直徑較大的大柱段相當于書房、餐廳和健身室,是航天員工作、就餐和鍛煉的地方;直徑較小的小柱段相當于臥室,三個睡眠區能夠保證每名航天員都有獨立的睡眠環境和專用衛生間。
“書房”里有科學儀器、通信設備、計算機系統;“餐廳”有微波爐、冰箱、飲水機和折疊桌;“健身室”有太空跑臺、太空自行車、抗阻拉力器等健身器材;另外,還有消防系統、空氣處理系統,空調和Wi-Fi 等,可謂設施齊備,一應俱全。
為了適應特殊的環境和任務,隨天和核心艙發射升空的還有許多“黑科技”產品。
“最佳助理”:在小柱段外圍配置有一部承載力達25噸的10米長“七自由度大型空間機械臂”,它有爬行移動功能,所以大而不笨,比較靈活。無論是艙段轉位、大設備的移動,還是航天員自身移動,都可用該機械臂完成,是輔助航天員工作的“最佳助理”。

超級“凈化器”:為了讓航天員實現更久地在軌停留,天和核心艙設計了完整的可再生生命保障系統。航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水方式回收凈化,重新作為飲用水和生活用水使用。航天員呼出的二氧化碳,也將通過化學反應生成氧氣,降低氧氣的補給需求。

能量“翅膀”:太陽電池陣是航天器在軌的唯一能量來源,天和核心艙使用的大型柔性三結砷化鎵太陽電池陣,它全部收攏后只有一本書的厚度,僅為剛性太陽翼的1/15。與傳統剛性、半剛性的太陽電池翼相比,這種柔性翼體積小、展開面積大、功率重量比高,單翼即可為空間站提供9 千瓦的電能,在滿足艙內所有設備正常運轉的同時,也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。
古有鯤鵬展翅飛,今有“天和”游九霄。2022年,中國還將發射問天實驗艙和夢天實驗艙與天和核心艙對接,建成完整的中國空間大廈將不再遙遠。