刚刚，中国史上最大航天器 “天和”号空间站核心舱发射成功！助力空间站计划迈向新征程 | 专访

 

2021 年，4 月 29 日 11 时 23 分，长征五号 B 遥二运载火箭搭载空间站 “天和核心舱”，在海南文昌航天发射场发射升空！

此次核心舱搭载的长征五号 B 遥二运载火箭，可以直接把航天器带入轨道。

发射 8 分钟后，舱箭成功分离，核心舱入轨。

图 | 长征五号 B 遥二运载火箭点火（来源：网络）

星空浩瀚，探索不止，“天和” 成功发射，代表着中国的问天之旅，将踏上全新的征程。

“天和” 的发射吸引着全世界的目光，据中国载人航天工程办公室消息，4 月 23 日，“天和” 与长征五号 B 遥二运载火箭组合体已转运至发射区，全世界都在等待着 “天和” 的发射。

图 | 长征五号 B 遥二运载火箭起飞（来源：网络）

“天和” 由航天科技集团五院负责总研制，发射前一周，研究团队按照既定计划，开展发射前的各项功能检查、联合测试等工作。

中国空间站预计在明年全部建成，在今、明两年将完成 11 次发射任务，包括 “天和” 发射在内，今、明两年总价发射 3 次舱、4 次货运飞船和 4 次载人飞船。

图 | 中国空间站示意图 （来源：中国载人航天工程办公室）

“天和” 的 “核心” 作用体现在哪儿呢？中国空间站由 3 个舱，经过严密对接，组合而成。

作为核心舱，“天和” 是空间站所有组成部分里，最先上天的，占据着最重要的中心位置。之后，“天和” 会和 “问天” 和 “梦天” 两个实验舱相连接，三舱形成 T 型结构。

图 | 空间站 “天和” 核心舱结构示意图（来源：网络）

“天和” 作为整个空间站率先发射的舱段，其核心地位体现在哪里？“天和” 的核心地位，体现在三个方面：

第一点，从结构上讲，核心舱拥有四通八达的结构，帮助飞船实现对接。“天和” 头部，是节点舱，有四个对接口。

其中，轴向对接口的使用次数最频繁、用途也最广泛，可以对接载人飞船、货运飞船，为空间站提供物资支持。两个实验舱也是先前向对接，再进行二次对接。

图 | 空间站 “天和” 核心舱对接口（来源：网络）

“天和” 还有个径向对接口，专用于载人飞船的对接。“天和” 的大柱段尾部，还有一个后向对接口，一般用来对接货运飞船对接。

第二点，核心舱是航天员主要生活场所，航天员需要在核心舱生活 3-6 个月。“天和” 的设计十分人性化，最大限度地保证宇航员的生活质量。

核心舱内的大柱段，也叫做生活控制区，有 50 立方米的空间，供航天员工作、生活，比天宫 1 号、2 号的三倍还多。

图 | 空间站 “天和” 核心舱小柱段（来源：网络）

不仅如此，“天和” 还满足了以下条件：配有完善的环控生保系统，舱内温度、湿度十分宜居，满足水和氧气等生存 “必需品” 持续不断的供应。

航天员的的起居室位于核心舱的小柱段，这里配备了 3 个睡眠区、1 个卫生区和 1 个锻炼区，研究团队尽力为航天员创造舒适的生活和科研环境。

图 | 空间站 “天和” 核心舱（来源：中国载人航天工程办公室）

第三点，核心舱扮演着举足轻重的角色 —— 它作为整个空间站的管理控制中心，并拥有长期自主飞行能力。

中国把 “天和” 率先送入轨道，之后会依次发射两架飞船 —— 天舟二号货运飞船和神舟十二号载人飞船，发射时间初步定在明年。空间站正式的在轨组建工作，也有望在明年展开。

“天和” 作为核心舱，它对于整个空间站而言，就像大脑之于人。为确保万无一失，空间站的三大舱：1 个核心舱、2 个实验舱，分工明确的同时又互为补充。比如，实验舱的发电能力超过核心舱；实验舱也配备了气闸舱和机械臂……

图 | 空间站 “天和” 核心舱大机械臂（来源：网络）

总之，为了航天员的安全，实验、探测的顺利进行，研究团队还准备了诸多备用方案。

“天和” 腾空，既意味着中国航天事业踏入全新的征程，也意味着人类航天探索事业的新开端。

中国空间站建成后，可以做什么呢？例如，开展微重力太空实验，测试适合太空飞行的飞行器，做太空直播等等…… 从长远来看，深太空探索需要空间站作为中转中心，例如人类若想将来登录火星，必然需要空间站作为支撑。

站在现在回望人类的航天探索过去的 50 年，展望未来 50 年，才发现一切才刚刚开始。

“天和” 成功发射，是中国航天事业迈入空间站时代的第一步，是空间站建设的关键一步。中国空间站建成后，中国将与世界各国合作，开启探索太空之旅。

随着航天基础设施，航天技术能力不断完善和发展，在空间站的帮助下，人类将进入一个全新的世界。

图 | 中国航天发展历程时间轴（来源：DeepTech）

美俄竞争激烈，中国或 “后发制人”

载人航天工程，有三个特点：高投入、高风险、高技术。

放眼全球，现今独立掌握载人航天技术的国家，只有三个，分别是中国、美国和俄罗斯。

图 | 国际空间站（来源：Pixabay）

中国的太空探索计划，在 1992 年就已经明朗，正是在那一年，中国就制定了宏伟的载人航天 “三步走” 的发展战略：

第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；

第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器的交会对接技术，发射空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；

第三步，建造空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

图 | 空间站 “天和” 核心舱（来源：中国载人航天工程办公室）

之前，俄国家航天公司总裁罗戈津在当地时间 4 月 15 日表示，“俄罗斯将逐步退出国际空间站，已准备好建造自有空间站，项目正待总统普京批准，新的自有空间站争取到 2030 年升空。俄副总理鲍里索夫近期表示，俄罗斯将在 2025 年退出国际空间站。”

罗戈津提到的国际空间站始建于 1998 年，是一项由 16 个国家参与的、总投资超过 1000 亿美元的大型国际合作项目。其中俄罗斯和美国是主导国，日本、加拿大、欧洲航天局成员国和巴西等是成员国。

如今，该国际空间站经过 2 次延期后，设备老化严重，继续使用下去可能会造成灾难性后果。俄罗斯表示，不敢拿宇航员的生命去冒险。

图 | 中国空间站密封舱内的空间实验柜（来源：中国载人航天工程办公室）

在中国建造空间站之前，美、俄在外太空赛道上 “疯狂” 角逐。乌克兰危机爆发后，美国大力制裁俄罗斯，比如对航天事业所需要的进口部件进行管制，俄航天事业也深受影响，进入 “艰难时期”。加之国际空间站这几年的研究进展寥寥无几，俄国和美国再次在航天事业上进行重大合作的可能性不大。

图 | 美国太空探索技术公司宇宙飞船（来源：Pixabay）

2020 年 11 月，美国太空探索技术公司（SpaceX）的 “龙” 飞船首次，成功地把 4 名航天员送入国际空间站。这是美国恢复载人航天能力的象征，也是美国摆脱对俄罗斯依赖的关键一步。2021 年 4 月 24 日来自美国航天局直播了 SpaceX 载人 “龙” 飞船与国际空间站的对接过程。

图 | 国际空间站概念图（来源：Pixabay）

而俄罗斯放弃如同 “鸡肋” 的国际空间站，因为制度和技术的实力，俄国很有底气。

俄罗斯有完善的制度以保证航天事业的不断发展，例如，2020 年 1 月，俄罗斯通过《2030 年前及未来太空事业国家基本政策》。

在航天科技上，俄罗斯也在持续进步，如格洛纳斯全球定位系统。在此前，俄罗斯也披露了载人登月计划 ——2030 年登月，2035 年前建设长期月球基地。

图 | 月球基地概念图（来源：Pixabay）

“天和” 的成功发射，代表着中国在航天探索领域的实力，也代表着中国已成为美国和俄国强有力的竞争对手。

有国外媒体表示，“天和” 的成功发射，代表着中国后来居上，在航天探索上，具备后发制人的优势，这令美国、俄罗斯倍感压力。

中国的竞争对手是世界航天强国，因此中国航天的发展要走多元化、开放共赢之路。

中国商业航天获初步发展，空间站迎来新机遇

大国的航天实力，还体现在其商业航天的发展上。

图 | 太阳系（来源：Pixabay）

航天是一项非常复杂的系统工程，需要调动大资源、开展大协同大协作才有可能完成。

由于目标的特殊性，与大多数其他行业相比，航天工程有一项很鲜明的特点，就是需要一次成功，而且在项目真正执行之前只能对各分系统进行试验，无法进行整体验证。

例如火箭发射，一旦按下启动按钮，一切就不可逆了，飞行过程中人的干预能力十分有限，由于投入较大资金、人力、时间，一旦发射失败，不仅无法挽回、损失也很大。而抛开经济、资源损失不说，有些重大项目往往下一个发射窗口就需要等待很多年。

图 | 火箭发射台（来源：Pixabay）

“航天项目整体没有试错机会，而失败的代价又过于沉重，重大项目能够再次启动的时间窗口稀缺，是航天工程的鲜明特点。” 九州云箭联合创始人告诉 DeepTech。

刘洋表示，中国商业航天比较年轻，但却是中国航天密不可分的一部分，是中国航天强国战略的重要助力。以目前发展阶段来看，国家航天在诸如载人、探月、探火等一系列高精尖领域持续投入和发展，而民营航天企业则多聚焦于航天商业化应用技术的探索和研发。

“随着时间的推移，民营企业有望在解决好商业化应用后，反哺航天高精尖领域的探索和创新，形成良性循环。” 刘洋说。

4 月 24 日是中国第六个 “中国航天日”，今年航天日主题是 “扬帆起航，逐梦九天”。

在卫星互联网被纳入新基建范畴后，这无疑会为国内方兴未艾的商业航天市场带来刺激。同时，当下的太空已经成为大国间的博弈竞争点。

面对激烈的航天经常，处于初级发展阶段的中国民航该怎么做？正如中科创星航天日寄语所说的那样：“航天社会化、全球化，包括商业化都是不可逆转是时代趋势。商业航天存在的唯一理由就是创新，要通过技术与管理的创新，降低成本，提高服务效率和服务水平。”