走進新時代的中國載人航天工程

文/宗合

▲ 周建平院士

4月24 日，在2018年“中國航天日”主場活動期間舉辦的首屆中國航天大會上，中國載人航天工程總設計師周建平院士作的一份報告引起了大家的熱切關注。他以我國載人航天的歷史為經(jīng)，以載人航天工程自1992年立項實施以來取得的一系列成績?yōu)榫?，向大家娓娓道出中國載人航天事業(yè)的過去、現(xiàn)在和未來……

空間站時代即將來臨

實現(xiàn)天地往返運輸、突破航天員出艙活動技術、掌握空間飛行器交會對接技術……周建平對中國載人航天在20多年內所取得的成績如數(shù)家珍。

隨著我國掌握載人航天工程中的一系列關鍵技術，空間站的建造也提上日程。根據(jù)計劃，我國將在2020年前后建成空間站?？臻g站命名為“天宮”，基本構型由核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ這3個艙段組成，提供3個對接口，支持載人飛船、貨運飛船及其他來訪飛行器的對接和停靠。

▲ 中國載人航天工程標識

三艙組合體質量為60多噸，長期額定航天員3人，航天員輪換期間短期可達6人，具備10多噸載荷設備的安裝和支持能力，設計壽命不小于10年，具備通過維修延長使用壽命的能力，以及一定擴展能力。

▲ 2016年9月15日，我國首個空間實驗室天宮二號在長征二號F運載火箭的托舉下，直刺蒼穹。攝影 王磊

▲ 中國空間站各艙段名稱

核心艙命名為“天和”，是空間站的管理和控制中心，負責空間站組合體的統(tǒng)一管理和控制，配置兼具氣閘艙功能的節(jié)點艙和機械臂，用于實驗艙、載人飛船、貨運飛船等飛行器與其交會對接和?？浚蛹{航天員長期訪問和物資補給，支持航天員出艙活動。

實驗艙I命名為“問天”，備份核心艙部分關鍵平臺功能，具備空間站統(tǒng)一管理和控制能力，配備航天員出艙活動專用氣閘艙。開展密封艙內及艙外載荷實驗，配置實驗艙機械臂對艙外實驗載荷進行操作。

實驗艙II命名為“巡天”，用于開展密封艙內和艙外載荷實驗，配置貨物氣閘艙用于載荷及設備進出艙。

設計光學艙與空間站共軌飛行，可以實施天文觀測和對地觀察，能夠提供與美國哈勃太空望遠鏡分辨率相當、視場大200多倍的天文巡天觀察能力。光學艙可短期停靠空間站進行維護維修和推進劑在軌補加。

▲ 空間交匯對接示意圖

空間站每半年左右由載人飛船實施人員輪換，定期由貨運飛船進行推進劑和物資補給。它在軌運營期間將成為我國空間科學和新技術研究試驗的重要基地，以及開展科普教育的重要平臺。

周建平表示，從總體上看，我國空間站除規(guī)模外，在功能、應用效益、建造技術、物資補給等重要指標方面，可全面超越蘇聯(lián)建造的和平號空間站，達到或接近國際空間站水平；在信息技術、能源技術、動力技術和運營效費比方面，可望超越國際空間站。

▲ 天舟一號貨運飛船

當然，要想把空間站的各個艙段發(fā)射到太空進行組裝，大型運載火箭是必不可少的環(huán)節(jié)。為此，我國研制的長征五號新一代大型運載火箭已于2016年11月3日首次從海南文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，未來幾年它將成為我國空間站建設的關鍵火箭。

在載人領域，神舟載人飛船和長征二號F火箭共同構成空間站乘員天地往返運輸系統(tǒng)，主要用于航天員和部分物資往返空間站。由天舟貨運飛船和長征七號新一代運載火箭共同構成空間站貨物運輸系統(tǒng)，主要為空間站上行運送航天員生活物資、推進劑、平臺維修設備附件及消耗品、載荷設備等補給物資，下行攜帶銷毀空間站內的廢棄物，并可用于空間站姿態(tài)軌道控制。

此外，為了更好地建設和運營好空間站，我國第三批航天員的選拔工作已經(jīng)啟動。近日，中國載人航天工程辦公室主任楊利偉表示，“我國第三批預備航天員計劃選拔17～18人。從航天員種類上講，選拔的航天員不單會從飛行員中選拔，還會從地方的理工類、工程類的科研機構以及大學里選拔，我們還將面向社會選拔飛行工程師，為將來空間站的維護維修組裝進行工作，為將來的運營做準備。”

歡迎一切形式的國際合作

值得一提的是，我國空間站在軌運營階段除了充分吸納商業(yè)力量，開展商業(yè)化應用活動，進一步開放近地軌道空間站設施，促進形成產(chǎn)業(yè)化的太空經(jīng)濟外，還將打造成為面向國際社會的、開放的科技合作交流平臺，將采用政府間合作、商業(yè)合作等模式，在空間站建造和運營技術、空間科學與應用、航天員選拔訓練、載人航天技術成果轉化等領域廣泛開展務實合作。

中國載人航天工程辦公室主任楊利偉在接受媒體采訪時表示， 載人航天領域的國際合作是大勢所趨，中國空間站歡迎一切形式的國際合作。為此，我國空間站預留了很多將來與世界各國進行合作的平臺，設計了能與其他航天器對接、進行艙段級合作的接口。

“中國載人航天工程開展了大量國際合作，在空間站發(fā)展中，我國愿意以更加開放的姿態(tài)在方案設計、設備研制、空間應用、航天員培養(yǎng)、聯(lián)合飛行等方面拓展交流合作?！睏罾麄ハ蛎襟w介紹道。

目前，我國已經(jīng)與聯(lián)合國外太空事務司簽署了一系列框架協(xié)議，可與國際上特別是第三世界國家開展搭載發(fā)射、太空救援等一系列合作。對此，我國的設計團隊為空間站制定了接口標準規(guī)范，想要與我國開展國際合作的國家在滿足標準接口外，還要滿足安全性要求和中國載人航天器的環(huán)境試驗條件。

據(jù)德國媒體報道，國際空間站在2024年退役后，中國將成為世界上唯一一個擁有空間站的國家。因此，歐空局的航天員們正在進行刻苦的中文訓練，準備在2020年后爭取借助中國的空間站進入太空進行相關的航天實驗。

周建平表示，未來的中國空間站將為全球科學家提供科學研究和實驗機會，滿足空間探索及空間資源利用等科研需要，成為造福全人類的太空實驗室。