發射成功！中國空間站來了_風聞
科普中国-科普中国官方账号-中国科协科普工作官方微平台2021-04-29 15:24
4月29日11時許
搭載空間站天和核心艙的
長征五號B遙二運載火箭
在我國文昌航天發射場點火升空
隨着天和核心艙與火箭成功分離
進入預定軌道
之後太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常
發射任務取得圓滿成功
標誌着中國空間站在軌組裝建造全面展開
我們的空間站
終於來了！
中國載人航天工程正式起步
經過29年的不懈探索
長征、神舟、天舟和天宮等一系列
浪漫的名字逐漸變成現實
如今
中國終於要擁有自己的“天上宮闕”
飛天的神話從夢想照進現實！
那麼
我們的空間站要做哪些實驗？
為什麼這空間站非發射不可？
為什麼要建立一個這樣的“天宮”？
又該如何正確建設它？
下面就讓我們一起揭秘！
為什麼必須發射空間站？
建設空間站的意義很大
但也可以一句話概括：
因為它能長期飛在天上
或者説
它能實現多人次長期在軌駐留
這意味着我們在外太空
會有一個長期穩定的生活和工作空間
搭載一系列頂級科研設備
航天員可以通過載人火箭和飛船
頻繁往返、長期駐留在那裏
並通過貨運飛船定期補給
太空有着得天獨厚的環境
如長期的失重條件
這是地球上幾乎無法實現的
可以開展很多地球上難以進行的科研
對地球進行穩定的遙感探測
人類進入太空後
也會變成“科研載荷”
失重、上下不分、體液重新佈置等
經歷與地球環境截然不同的生活狀態
這孕育出了嶄新的航天醫學學科
也產生了很多改變人類生活的新發明
例如尿不濕、耳温計、
各種集成便攜的醫療器械等
建設空間站是
人類載人航天技術發展到一定程度後
才出現的里程碑事件
它能促進航天
甚至很多相關製造業的發展
對於提升一個國家的整體科學技術水平
有着重要意義
是任何一個航天大國技術發展的必經之路
為什麼要一個這樣的天宮？
人類載人航天技術於1971年
進入空間站時代
這一年
蘇聯把“禮炮一號”送入太空
第一代空間站誕生
隨後12年內
共計有9個18-20噸的空間站發射
其中7個成功並被命名為“禮炮系列”
禮炮6號和7號更是可同時對接兩艘飛船
1973年
剛結束了阿波羅登月的美國
利用土星五號登月火箭的強大能力
直接將其中的一部分改裝並
發射成了一個80噸級的
“天空實驗室”
這些早期空間站大都處於試驗性質
為後續的空間站轉型換代做技術儲備
中國的“天宮一號”和“天宮二號”
與早期的“禮炮號”思路一致
主要用來驗證空間交會對接
出艙行走和多人次在軌駐留等技術
在空間站發展史上有着舉足輕重意義的
是1986年2月開始建造的
蘇聯“和平號空間站”
它採取積木式模塊化結構
由核心艙、五個科學實驗/生活艙段
和多艘對接飛船構成
在它15年的飛行史中
對接過超過100艘載人和貨運飛船
其中包括9次與航天飛機的對接經歷
共計接納了來自12個國家的
135名宇航員在此工作與生活
大家更耳熟能詳的
多國合作的“國際空間站”
是唯一的第四代積木式
桁架式空間站
尺寸更大、功能更復雜
2000年11月2日首次載人任務以來
已經連續保持了21年載人飛行
成長為一個寬109米、長73米
高20米、重達419噸
內部容積916立方米的空間“巨無霸”
相當於一棟七層樓高的小型體育場
它孕育了各個國家的
多種載人航天相關器具
容納過數百個宇航員工作生活
成為了獨一無二的航天平台
然而
國際空間站的建造成本
和運營成本頗為驚人
目前的總造價已經超過2000億美元
每年各成員國為此付出的總運營費用
也高達30億美元級別
佔據了大量的航天預算資源
正因如此
隨着它的老化
關於退役的新聞經常出現
此外
隨着航天飛機於2011年退役
人類很難在太空中建造
如此大的桁架結構
已經不太可能再出現第二個國際空間站
綜合性價比而言
第三代積木式空間站
已經足夠滿足科研和應用需求
建造和運營維護成本更低
也就成為了目前的最佳方案
天宮就採取這個策略
核心艙（天和號）
兩個實驗艙（問天號，夢天號）
和機械臂等組成總重約60噸的T字結構
對接貨運飛船和載人飛船
足夠滿足三名航天員駐留
並長期穩定運行
未來如有需要
還有潛力進一步擴展為十字形結構
尺寸和能力進一步提升
如何正確建成一個天宮？
天宮空間站
是中國載人航天技術的大集合
需要調動最核心的資源建造
首先
需要的是長征火箭家族三劍客
長征五號B、長征二F和長征七號
其中
長征五號B專門負責近地軌道重載任務
運力在25噸級別
負責發射核心艙和實驗艙
長征二F運力在8.5噸級別
是目前保持100%成功率的一款“神箭”
也是中國唯一的載人火箭
它頭部尖尖的逃逸塔
成為最容易識別的標誌
主要負責發射神舟飛船
而長征七號是中國新一代主力火箭
運力在14噸級別
用來發射天舟貨運飛船
其次，需要兩大發射場
其中
酒泉衞星發射中心擁有我國唯一的
載人航天發射和返回相關配套
這裏見證了
此前所有11艘神舟飛船的起航
是中國航天員真正“登天”和“下凡”的地方
文昌航天發射場
是中國最新、最先進的發射場
這裏三面環海，且無殘骸問題
海運讓長征五號不再受限於陸路運輸
而變得“胖起來”（5米最大芯級直徑）
新建造的各種配套
也讓它成為
長征五號和長征七號系列火箭的定點基地
支撐起整個天宮的核心建造和補給過程
天宮不是一天可以建成的
核心艙發射之後
還需要在太空中藉助機械臂系統
像“堆積木”一樣逐漸把整個結構搭建起來
期間需要有航天員在軌駐留
並需要定期補給
隨後
還規劃有十次任務
包括兩次長征五號B火箭發射實驗艙
四次長征二F火箭發射四艘神舟飛船
以及四次長征七號火箭發射天舟飛船
最終
預計於2022年
天宮空間站才能正式建成
天宮開始正式運行後
將標誌着中國航天進入嶄新的發展階段
利用特有的太空環境
能實現多種技術創新和科技產出
是個不折不扣的“超級實驗室”
例如，早在天宮二號空間實驗室階段
就實現了伽馬射線暴偏振測量儀器
世界首台空間冷原子鐘
空-地量子密鑰分配與激光通信試驗
和多種材料科學實驗等技術進展
而天宮空間站建成後
空間科學技術必將取得更大的進步
空間站技術是
處在航天技術金字塔最頂端的存在
直到今天也僅有蘇聯、美國和中國
有過獨立建造的歷史
對於帶動整個航天和相關產業的發展
有無法替代的地位
對於人類更遠的星辰大海和星際移民夢想
空間站幾乎是容納大規模人類的唯一選擇
相信不少讀者們已經從各種科幻影視作品
瞭解過各種酷炫的空間站
天宮
或許就是中國人走向更遠深空的起點
“盤古破鴻蒙，天宮有九重”
是華夏民族對頭頂那片
未知天空最美好的想象
但古人們的想象力仍有邊界
也深知探索蒼穹的難度
以至於“難如登天”成為了
描述“不可能”的詞彙
但“天宮”這座中國建造的天上宮闕
對“登天有多難”這個問題
給出了不同的答案
屈原在長詩《天問》中
也提出了對於更遙遠的星辰大海的疑問
“九天之際，安放安屬？”
“日月安屬，列星安陳？”
正在火星軌道運行的
“天問一號”火星探測器
也在用“天問，問天”作出回答
除此之外
北斗、墨子、悟空、嫦娥
玉兔、祝融、張衡等
這些以中華文化命名的航天器
都正在天空中向着真理孜孜探索
什麼是浪漫，這就是浪漫！
祝福浪漫的中國航天不斷進步！