走進天宮

杜瑋

天宮號空間站在軌運行（示意圖）。圖/人民視覺

6月17日，聶海勝、劉伯明、湯洪波3名航天員乘坐神舟十二號載人飛船順利升空，開啟了中國空間站建造的首次載人飛行。為期3個月的太空遨游，也將是迄今為止中國宇航員在太空最久一次的駐留。

4月29日，天和核心艙的發(fā)射拉開了中國空間站建造的大幕。今明兩年內(nèi)，還會有9名航天員到訪空間站，3艘貨運飛船發(fā)射，中國總計將接續(xù)實施 11 次飛行任務。

空間站，相當于人類的太空家園。這里每90分鐘能看到一次太陽起落，工作生活都要在失重條件下進行。空間站建設的一個重要目的在于開展大規(guī)模空間科學和技術實驗、空間應用等。這是一種在近地軌道長時間運行、可以滿足航天員長期在軌生活、工作及地面航天員尋訪的航天器，代表著當下航天領域最全面、最復雜、最先進的科技成果。

60年前，蘇聯(lián)用世界上第一個載人航天器——“東方1號”飛船，把加加林送上太空。10年后，又發(fā)射了世界上第一座空間站——“禮炮1號”。國際空間站于1990年代開工建設，2010投入使用。相比之下，中國空間站的起步并不算早。中國載人航天工程始于1992年，分“三步走”戰(zhàn)略，建造空間站即為第三步。

負責此次空間站主要研制的航天科技集團五院空間站任務總設計師楊宏說，“中國空間站是處于后發(fā)。很多技術在發(fā)展，所以我們的建造周期是可以大大壓縮”，吸取了之前國外空間站的經(jīng)驗和教訓，可以最大限度降低組裝、建造和運營成本，最大程度去支持科學實驗。

全國空間探測技術首席科學傳播專家龐之浩則向《中國新聞周刊》指出，中國空間站建造雖然起步晚，但起點高，規(guī)模雖不大，但經(jīng)濟適用性較高，已達到世界第三代空間站水平，建造空間站運用的一些技術處于國際先進行列。

神舟十二號載人飛船與天和核心艙交會對接（示意圖）。圖/新華

不比規(guī)模比效益?

世界范圍內(nèi)，空間站的發(fā)展有著較為清晰的分割線。航天專家、北京大學地球與空間科學學院教授焦維新對《中國新聞周刊》分析說，空間站大體可以分為兩種，單艙結構和多艙結構。從1971年到1976年蘇聯(lián)發(fā)射的“禮炮1號”到“禮炮5號”空間站，均屬于單艙結構，即一個艙體，屬第一代空間站。中國此前發(fā)射的天宮一號和天宮二號兩個空間實驗室也可以視作單艙結構空間站，但重量比“禮炮號”空間站要輕。

從1970年代末到1980年代初，美國與蘇聯(lián)分別發(fā)射的天空實驗室和“禮炮6號”“禮炮7號”空間站為第二代空間站。它們同樣是單艙結構，但有兩個接口，意味著能對接更多航天器，有擴展可能性。1986年，蘇聯(lián)的“和平號”空間站升空，這是第三代空間站代表，多艙結構，或更形象理解，其可稱之為組合式、積木式的空間站。“和平號”空間站有著1個核心艙和5個實驗艙，5個實驗艙都通過核心艙上的接口像堆積木一樣，與之緊密結合。

中國的天宮號即屬于第三代空間站。4月29日，核心艙率先發(fā)射升空，這是空間站的指揮控制中心，也是航天員們長期駐留的地方。核心艙共有3個對接口和兩個側向停泊口。明年問天實驗艙I和夢天實驗艙II發(fā)射后，將先與核心艙前向?qū)樱笤谵D(zhuǎn)位裝置作用下，移至停泊口，空間站整體形成“T字構型”。兩個實驗艙均為開展大規(guī)模實驗的支持艙段。

第四代空間站的代表為有史以來最大規(guī)模、被稱為“巨無霸”航天器的國際空間站。從外部看，國際空間站就像一個巨大汽水罐，首尾相連在一起。由美俄主導，日本、歐洲、加拿大航天局參加，16個國家共建和運行。與第三代空間站相比，最明顯的特點是增加了與美俄等國艙段垂直、長達109米的桁架，簡單說，這就相當于一個大梁，便于安裝各類設備。

國際空間站最顯眼的裝備就是安裝在桁架上四對閃著金光的、耀眼的太陽能電池翼。龐之浩說，國際空間站相當于桁架式和積木式的“混血兒”，采用桁架式的優(yōu)點在于排列的太陽能電池翼可以對空間站集中供電，整體結構形成的較廣闊空間和視野，也使得吸收太陽能時不易被遮擋。各國艙段間并不那么緊湊，便于各自安裝、維修設備。但桁架式結構構建起來較復雜，需要大量太空行走才能完成，成本也較高。過去20年來，國際空間站建設成本超過1500億美元。

與現(xiàn)在正在運行的國際空間站相比，未來建設完成的中國空間站總重量要比它輕，規(guī)模沒有它大，楊宏對此解釋說，不比規(guī)模比效益，中國空間站的效益比國際空間站要高。

“比如，從重量占比來看，我們科學實驗所用到的設備重量比起整站重量的占比，相對來講是比較優(yōu)的。”焦維新對《中國新聞周刊》說，國際空間站重量達420噸，這一“龐然大物”長、寬投影到地球上的面積相當于一個標準足球場的大小，接近8000平方米;中國空間站以1個核心艙和兩個實驗艙來計算，其面積也就只有幾百平方米。國際空間站中，美俄日及歐洲航天局各有一個主要用于開展實驗工作的實驗艙，其真正用于實驗的艙體占整個空間站重量比不到20%。

6月23日，北京航天飛行控制中心，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平同在天和核心艙執(zhí)行任務的神舟十二號航天員通話。圖/新華