空間站將迎來“天宮”時代

文／朱 尚 吳月紅

4月29日，中國空間站天和核心艙，順利發射升空進入預定軌道，這標志著中國空間站的建設進入了建造組裝的階段。5月30日，天舟二號貨運飛船發射，將中國空間站竣工進程向前推進一大步。什么是空間站，它有什么重要作用，我國自主研發建造空間站有什么意義？

天宮站最終擴展為“干”字結構

空間站是一種在近地軌道長時間運行，可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的航天器。隨著航天技術的進步，人們不再滿足在太空進行短暫的停留，而空間站給人類提供了一個可以長期生活工作，開發太空的基地。

空間站可以分為單一式和組合式兩種，其中組合式空間站由航天運載器分批將組件送入軌道，在太空中完成組裝。我國即將建成的天宮空間站就是組合式空間站。

建成后的天宮空間站有三個艙段，包括核心艙和兩個實驗艙，整體上呈現T字構型，可以滿足航天員在軌生活一年的時間。其中，核心艙命名為“天和”，兩個實驗艙分別命名為“問天”和“巡天”；貨運飛船命名為“天舟”，載人飛船為“神舟”，空間站全稱為“天宮”。同時這座空間站通過增加一個核心艙和兩個實驗艙，最終將會擴展成為一個“干”字結構。

今年，我國還計劃發射神舟十二號載人飛船，在天舟二號、神舟十二號與天和對接后，我們將看到今年天宮空間站的最大的構型，即“一”字形構型。中國空間站運行壽命在15—20年。

天舟二號如何被送入太空？

天舟二號將由我國自主研制的長征七號遙三運載火箭帶入太空。火箭是利用火箭發動機噴射工作介質產生反作用力向前推進的飛行器，水中的烏賊也是利用這種原理向后噴水實現向前游動的。由于火箭自身攜帶有足夠的推進劑，因此既可以在稠密的大氣層內飛行，也可以在大氣稀薄的太空飛行。

火箭最早的設想來自于物體的平拋運動。假設在地球上有一座在大氣層之外的山峰，從山頂上物體以平行于地面的速度做平拋運動，物體的速度越大，它落地之后離山峰的距離就會越遠。由于地球近似為一個球體，只要物體的速度達到一定程度，就可以實現繞地球表面飛行。這個速度稱之為“第一宇宙速度”，這就是最早關于繞地太空飛行物的設想。因此要想實現物體的繞地飛行，首先需要通過一定的方式使物體加速到“第一宇宙速度”。

長征系列運載火箭，是中國自行研制的航天運載工具。長征運載火箭起步于上世紀60年代，1970年，長征一號運載火箭首次成功發射東方紅一號衛星。長征火箭已經擁有退役、現役共計4代17種型號，具備發射低、中、高不同地球軌道不同類型衛星及載人飛船的能力，并具備無人深空探測能力。

擁有自己的技術在國際中處于主動地位

在中國之前只有美國和蘇聯兩個國家有獨立建立空間站的能力。早在1971年蘇聯就發射了世界上第一個空間站禮炮1號，隨后一共發射了7個禮炮號空間站，截至1991年所有的禮炮號空間站全部墜落至地球。和平號空間站也于2001年墜毀于南太平洋的預定海域。1998年，由16個國家共同建造的國際空間站，正式開始建站，并于2010年完成建造任務轉入全面使用階段。

目前，國際空間站也已進入退役階段，我國預計將于2022年完成中國空間站的建造并開始運營，到時候中國空間站很可能成為世界上唯一一個在軌運行的空間站，人類的載人航天也將進入“天宮”時代。

中國空間站能夠提供豐富的科學試驗資源，包括10余個科學試驗柜、艙外暴露平臺，以及巡天望遠鏡等，可以支持艙內、艙外各種載荷，開展空間生命科學、生物技術、微重力基礎物理，以及空間材料和空間天文等多學科的大規模實驗。空間站為科學家們提供了一個難以在地球上完成的大規模科學試驗平臺，而許多的太空實驗技術已經轉化為生活中的常見技術，比如太陽能電池板、數碼相機、方便面、氣墊鞋、紙尿褲，以及太空蔬菜、轉基因種子和新藥物。