2021年4月29日,，長五B火箭成功發(fā)射天和核心艙,，中國空間站在軌組裝建造全面展開,。2022年7月24日，長五B火箭成功發(fā)射中國空間站第二個(gè)艙段——問天實(shí)驗(yàn)艙,。2022年10月31日,，長五B火箭成功發(fā)射夢天實(shí)驗(yàn)艙，即將完成中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌建造任務(wù),。

　　今年是我國載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施30周年,，夢天實(shí)驗(yàn)艙的成功發(fā)射也標(biāo)志著我國載人航天工程“三步走”的發(fā)展戰(zhàn)略即將完成。

　　據(jù)中國載人航天工程辦公室消息,，后續(xù)我國空間站將轉(zhuǎn)入為期十年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段,。初步計(jì)劃每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。同時(shí),，將研制新一代載人運(yùn)載火箭和載人飛船,，并考慮研發(fā)空間站擴(kuò)展艙段，進(jìn)一步提升工程綜合能力和技術(shù)水平,。

　　中國空間站任務(wù)規(guī)劃穩(wěn)步推進(jìn)

　　載人航天事業(yè),，對我國政治、經(jīng)濟(jì),、科技等都有重要意義,。1992年9月21日，中國載人航天工程正式立項(xiàng),，代號為“921工程”,。

　　根據(jù)規(guī)劃，工程將按“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略實(shí)施：第一步,，發(fā)射載人飛船,，建成初步配套的試驗(yàn)性載人飛船工程，開展空間應(yīng)用實(shí)驗(yàn),；第二步,，突破航天員出艙活動(dòng)技術(shù)、空間飛行器的交會(huì)對接技術(shù),，發(fā)射空間實(shí)驗(yàn)室,，解決有一定規(guī)模的,、短期有人照料的空間應(yīng)用問題；第三步,，建造空間站,，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題,。

　　“921”工程正式啟動(dòng)后,，我國確定了“第一艘試驗(yàn)無人飛船要爭取1998年、確保1999年首飛”的目標(biāo),，即神舟一號飛船要“爭八保九”,。這也是當(dāng)時(shí)整個(gè)神舟工程團(tuán)隊(duì)必須完成的軍令狀。

　　神舟團(tuán)隊(duì)面臨著巨大的壓力,。飛船與返回式衛(wèi)星有相通之處,，但由于多了“人”，對各項(xiàng)技術(shù)要求極高,，復(fù)雜程度極大,，許多技術(shù)問題必須先在地面做充分驗(yàn)證，完成初樣,、正樣兩個(gè)階段,。

　　當(dāng)時(shí),，以長征二號E（長二捆）為基礎(chǔ)的長征二號F火箭打造完成,，準(zhǔn)備在1999年進(jìn)行首次發(fā)射試驗(yàn)。為了抓住這次機(jī)會(huì),，神舟團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地提出了將僅用于地面電性能測試的試驗(yàn)飛船（初樣電性船）改造為試驗(yàn)船的方案,，制定了飛船最小配置進(jìn)行首飛的簡化方案，去掉5個(gè)分系統(tǒng),，僅保留8個(gè)確保飛船返回中國境內(nèi)的分系統(tǒng),。

　　方案報(bào)批后，1999年,，神舟一號成功升空,，這也為“921”工程后續(xù)開展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。進(jìn)入21世紀(jì)后,，我國載人航天事業(yè)有了飛躍式的發(fā)展,。

　　2003年發(fā)射的神舟五號是我國首艘載人飛船，中國首位航天員楊利偉搭乘神舟五號飛船,，從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心飛向太空,。在這次任務(wù)前，神舟二號,、神舟三號,、神舟四號飛船先后發(fā)射成功，積累了必要經(jīng)驗(yàn)。

　　2005年,，神舟六號實(shí)現(xiàn)多人多天太空飛行,。與神舟五號相比，神舟六號乘組中,，航天員人數(shù)增加到2人,，飛行天數(shù)增加到5天。2008年9月27日,，航天員翟志剛穿著中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“飛天”艙外航天服,，走出軌道艙艙門，邁開了中國人漫步太空的第一步,。

　　天宮一號是我國全新研制的載人飛行器,，也是我國首個(gè)目標(biāo)飛行器。天宮一號由實(shí)驗(yàn)艙和資源艙構(gòu)成,，實(shí)驗(yàn)艙有效使用空間約15立方米,，可滿足3名航天員在艙內(nèi)工作和生活需要，前端安裝被動(dòng)式對按機(jī)構(gòu),，可與飛船實(shí)現(xiàn)對接,，資源艙為空間飛行提供動(dòng)力和能源。

　　2011年,，神舟八號與天宮一號完成首次交會(huì)對接任務(wù),，標(biāo)志著我國空間交會(huì)對接技術(shù)取得重大突破。2012年,，神舟九號載人飛船發(fā)射成功,，天宮一號與神舟九號載人交會(huì)對接任務(wù)全面實(shí)現(xiàn)了“準(zhǔn)確進(jìn)人軌道、精準(zhǔn)操控對接,、穩(wěn)定組合運(yùn)行,、安全健康返回”的預(yù)定目標(biāo)。

　　為了實(shí)現(xiàn)航天員更長時(shí)間的駐留,，維持空間站的長時(shí)間運(yùn)行,，除了載人的神舟飛船，還需要負(fù)責(zé)載貨的“太空貨車”——“天舟”飛船,。

　　2017年,，“天舟一號”與“天宮二號”自動(dòng)對接成功，開始多次向后者補(bǔ)加推進(jìn)劑,，實(shí)現(xiàn)了“太空快遞”的使命,。“天舟一號”飛行任務(wù)取得圓滿成功,，標(biāo)志著中國載人航天邁進(jìn)“空間站時(shí)代”,。

　　整個(gè)空間站任務(wù)規(guī)劃包括關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證,、建造和運(yùn)營三個(gè)階段。隨著載人航天工程穩(wěn)步推進(jìn),，我國目前掌握了載人天地往返,、空間出艙、空間交會(huì)對接,、航天員中期駐留和空間貨物運(yùn)輸與補(bǔ)給等關(guān)鍵技術(shù),。

　　中國空間站艙段的“專屬座駕”

　　我國載人航天工程有CZ-2F、CZ-5B,、CZ-7三種運(yùn)載火箭系統(tǒng),。作為參與載人航天工程的長征火箭“三勇士”之一，CZ-5B（長五B火箭）是目前世界在役火箭中唯一一級半直接入軌的火箭,。

　　作為專門為載人航天工程空間站建設(shè)而研制的新型運(yùn)載火箭,，長五B火箭已相繼完成了天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙的發(fā)射任務(wù),，算得上是我國空間站艙段的“專屬座駕”,。

　　長五B火箭為一級半構(gòu)型，捆綁4個(gè)直徑3.35米液體助推器,，芯一級直徑5米,。火箭總長約54米,，起飛重量約850噸,，起飛推力約1078噸，近地軌道運(yùn)載能力達(dá)到25噸級,。

　　據(jù)火箭院長五火箭副總設(shè)計(jì)師黃兵介紹,，為滿足空間站大艙段發(fā)射任務(wù)要求,，長五B火箭突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，其中包括20.5米國內(nèi)最大整流罩分離技術(shù)、4.1 米大直徑艙箭連接分離技術(shù),、大推力直接入軌偏差精確控制技術(shù)等,，并將發(fā)射窗口由“零窗口”拓展為±2.5分鐘的“窄窗口”。

　　整流罩是運(yùn)載火箭的重要組成部分,，用于保護(hù)衛(wèi)星或其他有效載荷免受氣動(dòng)力,、氣動(dòng)加熱及聲振等有害環(huán)境的影響。長五B火箭擁有目前我國最長最大的整流罩,，長度達(dá)到20.5米,、直徑5.2米，容積超過345立方米,。

　　整流罩的規(guī)模增大后,，為了保證運(yùn)載效率,，結(jié)構(gòu)的剛度會(huì)隨之減少，而剛度是影響分離能源設(shè)計(jì),、分離包絡(luò)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵要素,。如何準(zhǔn)確模擬飛行及分離過程中整流罩的剛度特性、確保安全可靠分離,，是研制過程中面臨的技術(shù)難題,。

　　對此，研制團(tuán)隊(duì)通過大量的仿真分析,、預(yù)示,，對整流罩分離方案進(jìn)行評估，并多次開展了整流罩分離試驗(yàn),，有效驗(yàn)證了設(shè)計(jì)正確性和各系統(tǒng)接口協(xié)調(diào)性,。

　　火箭院長五B火箭總體副主任設(shè)計(jì)師王乾介紹，針對此次任務(wù),，在整流罩生產(chǎn)初期,，研制團(tuán)隊(duì)采用了三維視覺掃描等技術(shù)，對整流罩以及實(shí)驗(yàn)艙的尺寸進(jìn)行了精準(zhǔn)仿真,，反復(fù)詳細(xì)校核,，確認(rèn)了關(guān)鍵位置的安全間隙，確保在飛行,、分離的過程中,，實(shí)驗(yàn)艙享有足夠的空間，不會(huì)在飛行過程中貼近整流罩,。

　　據(jù)了解,，長五B還將承擔(dān)中國第一個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)射任務(wù)，屆時(shí)與空間站共軌飛行,，開展更多的宇宙空間探測和前沿科學(xué)研究,，未來還將與遠(yuǎn)征系列上面級形成組合，形成多星組網(wǎng)發(fā)射的能力,，充分發(fā)揮運(yùn)載能力大,、單位有效載荷經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢，滿足國家不同發(fā)射任務(wù)的需求,。

　　集結(jié)新技術(shù),，空間站建造運(yùn)營更加經(jīng)濟(jì)合理

　　我國空間站建設(shè)雖然起步晚，但通過借鑒經(jīng)驗(yàn),，大量采用當(dāng)代最新技術(shù),，從而擁有了自己的特點(diǎn)。

　　北京大學(xué)地球與空間科學(xué)學(xué)院教授焦維新告訴記者,，俄羅斯的和平號空間站有6個(gè)實(shí)驗(yàn)艙,，但因結(jié)構(gòu)緊湊,，屬立體分布，導(dǎo)致太陽電池翼受遮擋,，同時(shí)維修不便,。此外，國際空間站采用桁架式結(jié)構(gòu),，整體結(jié)構(gòu)龐大,，建設(shè)周期長，各艙段互不相干,，造成資源浪費(fèi),。

　　基于這兩種情況，我國空間站在建造上進(jìn)行了兩方面的改進(jìn),。一是各艙段的布局在同一平面內(nèi),，減少艙段間艙體的互相遮擋；二是借鑒了國際空間站橫向?qū)⑻栯姵匾聿季钟谡w構(gòu)型的兩側(cè),，以減少遮擋的設(shè)計(jì),。同時(shí)配置雙自由度驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使太陽電池翼能夠隨時(shí)與太陽光光線垂直,，讓發(fā)電效率保持在最高狀態(tài),。

　　相比其他空間站，我國空間站建造采用新技術(shù)的比重大是顯著特征之一,。例如再生生保技術(shù),、大面積柔性太陽翼技術(shù)、 空間站艙段轉(zhuǎn)位技術(shù)等,?！拔覀兛臻g站中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)起點(diǎn)也高?？茖W(xué)事業(yè)項(xiàng)目是經(jīng)過全國各行各業(yè)的科學(xué)家充分論證,，并借鑒了國際空間站實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的基礎(chǔ)才確定的，瞄準(zhǔn)了當(dāng)代科技的前沿,?！苯咕S新說,。

　　從總體重來看,，我國空間站比其他空間站都要輕。但實(shí)際上,，我國空間站的實(shí)驗(yàn)艙要比其他空間站的實(shí)驗(yàn)艙大,。整體結(jié)構(gòu)做到了統(tǒng)籌兼顧，讓我國空間站在建造和運(yùn)營上更為經(jīng)濟(jì)合理,。

　　焦維新介紹,，“中國空間站目前配備實(shí)驗(yàn)柜25個(gè),，國際空間站安裝的實(shí)驗(yàn)柜有31個(gè)，但是我們的空間站以大約國際空間站1/6的重量,，提供了約4/5的實(shí)驗(yàn)柜數(shù)量,，這體現(xiàn)了很高的應(yīng)用支持效率?！?/p>

　　天宮空間站還有很強(qiáng)的艙外應(yīng)用載荷支持能力,，可支持67個(gè)暴露應(yīng)用載荷。天宮空間站也可作為未來載人深空探測關(guān)鍵技術(shù)的先期驗(yàn)證平臺(tái),，通過現(xiàn)有應(yīng)用載荷支持設(shè)施或者擴(kuò)展建設(shè)專用的支持設(shè)施,，開展相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的在軌驗(yàn)證，有效降低深空探測任務(wù)實(shí)施的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn),。

　　我國空間站的核心艙配備了生命保障系統(tǒng),，但為了確保航天員在軌工作和生活的絕對安全，在問天實(shí)驗(yàn)艙中也配備了幾乎同樣規(guī)模的生命保障系統(tǒng),。作為天宮空間站的應(yīng)急避難場所,，一旦天和核心艙出現(xiàn)艙體失壓、被空間碎片撞擊等問題,，航天員可進(jìn)入問天實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)行緊急避難,。航天員在關(guān)閉雙向承壓艙門后，節(jié)點(diǎn)艙和問天實(shí)驗(yàn)艙將連為一體,，為航天員進(jìn)入神舟飛船保留了生命通道,。

　　此外，我國空間站重大科學(xué)研究設(shè)施部署了兩米口徑的巡天空間望遠(yuǎn)鏡,，與空間站同軌飛行,。該望遠(yuǎn)鏡預(yù)計(jì)2024年發(fā)射，是我國空間天文的旗艦項(xiàng)目,。發(fā)射后的望遠(yuǎn)鏡將圍繞銀河系和恒星,、天體測量、系外行星,、太陽系天體和暫現(xiàn)源等內(nèi)容開展觀測研究,。

　　“在空間站建造之后的應(yīng)用與發(fā)展階段，我們國家還規(guī)劃了第二個(gè)旗艦型項(xiàng)目,，即高能宇宙輻射探測設(shè)施‘HERD’,。該項(xiàng)目測量宇宙線中的電子和核子的能量范圍以及探測靈敏度，其比現(xiàn)有的設(shè)備高出一個(gè)量級或數(shù)10倍,?！苯咕S新告訴記者。

　　天宮空間站建造完成后將在軌運(yùn)行10年以上,，需具備良好的艙段擴(kuò)展和應(yīng)用支持?jǐn)U展能力,。根據(jù)空間科學(xué)技術(shù)研究,、空間應(yīng)用和國際合作的需要，我國空間站可進(jìn)行靈活擴(kuò)展,。

　　焦維新表示,，天宮空間站在方案設(shè)計(jì)階段，即對未來的擴(kuò)展方案進(jìn)行了統(tǒng)籌考慮,，在現(xiàn)有三艙構(gòu)型基礎(chǔ)上,，預(yù)留了機(jī)、電,、熱等擴(kuò)展接口,，具備擴(kuò)展對接三個(gè)新艙段形成的約180噸6艙組合體的擴(kuò)展能力。

　　今年年底實(shí)現(xiàn)空間站建造階段所有既定任務(wù)

　　目前,，我國空間站在軌關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證已取得重大進(jìn)展,。機(jī)械臂在軌爬行測試與巡檢、太陽翼在軌辨識(shí),、推進(jìn)劑在軌補(bǔ)加等任務(wù)成功實(shí)施,，多次飛行任務(wù)也全面驗(yàn)證了核心艙作為空間站管理和控制中心的各項(xiàng)功能及性能，突破和掌握了空間站建造與運(yùn)營所需的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),，為后續(xù)空間站的全面建造與運(yùn)營奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ),。

　　空間站在軌應(yīng)用實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)新突破。天和核心艙在軌部署了無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜和高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜等兩個(gè)大型研究設(shè)施,，已完成基本功能測試,，突破了部分關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)技術(shù)，獲取了高質(zhì)量的在軌測試和應(yīng)用數(shù)據(jù),。

　　其中,，無容器材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜為國內(nèi)首臺(tái)在軌空間站材料實(shí)驗(yàn)設(shè)施，可進(jìn)行金屬,、非金屬的無容器加工研究,，獲得先進(jìn)材料的空間制備技術(shù)和生產(chǎn)工藝關(guān)鍵條件，指導(dǎo)地面材料加工工藝的改進(jìn)與發(fā)展,；高微重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜首創(chuàng)采用雙層懸浮隔離振動(dòng),，可開展相對論物理與引力物理、流體動(dòng)力學(xué)及其應(yīng)用,、材料制備機(jī)理等前沿科學(xué)研究,。

　　此外，今年年初,，《2021中國的航天》白皮書發(fā)布,，首次提出在外空領(lǐng)域推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體?？梢灶A(yù)見,，面向未來五年及更遠(yuǎn)的將來，中國航天將以更加積極開放的姿態(tài)開展國際交流合作,，加快發(fā)展高質(zhì)量,、可持續(xù)、增福祉的航天事業(yè),。

　　2016年以來,，中國與19個(gè)國家和地區(qū)、4個(gè)國際組織,，簽署46項(xiàng)空間合作協(xié)定或諒解備忘錄,；積極推動(dòng)外空全球治理；利用雙邊,、多邊合作機(jī)制,，開展空間科學(xué)、空間技術(shù),、空間應(yīng)用等領(lǐng)域國際合作,，取得豐碩成果。

　　據(jù)中國航天科技集團(tuán)介紹,，未來,，我國將繼續(xù)實(shí)施載人航天工程，全面建成并運(yùn)營中國空間站,，打造國家太空實(shí)驗(yàn)室,，開展航天員長期駐留、大規(guī)?？臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn),、空間站平臺(tái)維護(hù)等工作。深化載人登月方案論證,，組織開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),，研制新一代載人飛船，夯實(shí)載人探索開發(fā)地月空間基礎(chǔ),。

　　據(jù)了解,，今年年底，長征七號和長征二號F火箭將分別發(fā)射天舟五號貨運(yùn)飛船,、神舟十五號載人飛船,，實(shí)現(xiàn)空間站建造階段所有既定任務(wù)。