中国人，从此在太空上有了家

刚刚，天和核心舱发射成功！

空间站时代来临，

中国人在太空上有了家！

点火升空瞬间！

中国空间站天和核心舱发射前准备

前方观礼气氛组相当踊跃！

据说，场面是这样的，

这样的，

以及，这样的！

我们中国的空间站长啥样？

堪称太空“豪宅”

空间站整体呈T字构型，基本构型有3个舱段，1个核心舱，2个实验舱。每个舱都是20吨级，三舱组合体质量约66吨。核心舱居中，实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ分别连接于两侧。其中，核心舱用来控制整个空间站组合体，两个实验舱分别用于生物、材料、微重力流体、基础物理等方面的科学实验。

天和核心舱

是中国空间站的关键舱段，

它就好比是大树的树干，

其他的舱段都会安装在它的接口上，

如同大树的根、枝、叶，不断向外延伸。

所以，天和核心舱有一个庞大的躯体和结实的身板。核心舱的体积非常大，长度16.6米，比五层楼房还要高；直径4.2米，比火车和地铁的车厢还要宽不少，重量相当于三辆大客车的空重重量，体积和重量都超过国际空间站的任何一个舱段。航天专家曾经打过一个非常形象的比喻：如果神舟飞船是一辆轿车，天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子，而空间站就是三室两厅还带储藏间，算是太空“豪宅”了。

△在2018珠海航展上，中国下一代空间站核心舱的“天和”号空间站核心舱首次以1：1实物形式（工艺验证舱）面向公众展出

我们的宇航员上天后，

如何更加舒适地生活？

核心舱的设计上有很大突破！

供航天员工作生活的空间约50立方米，

加上两个实验舱后，

航天员活动空间整体达到110立方米。

天和核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。不仅能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间，而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居，还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材，以满足航天员日常锻炼；此外，舱内情景照明可由手机 APP 控制。说到手机，核心舱不仅配上了，可以实现在轨航天员之间通话和天地通话；还配了天地视频通话设备，可以实现与地面的双向视频通话；此外，还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。中国的“太空之家”真是太舒适、便利了。

核心舱是空间站的主控舱段，主要对整个空间站的飞行姿态、动力性、载人环境进行控制。核心舱的大柱段直径4.2米，小柱段直径2.8米。大柱段部位主要是航天员工作和实验的地方，小柱段则是航天员的睡眠区和卫生区，保障航天员的生活和正常居住。

天和核心舱

是未来空间站的指挥控制中心。

航天员在这里生活起居，

开展一定的空间科学实验和技术试验。

还得上个网，连个Wifi，

和地面保持联系。

如此庞大的系统，

用电需求相应升级为

“天宫二号”的近三倍！

电力如何保障？

中国航天科技集团八院空间站系统副总指挥甘克力介绍，在核心舱的研制任务中，八院承担了电源分系统、对接与转位机构分系统、测控通信产品、资源舱结构与总装及电缆网研制任务。其中电源分系统作为整个核心舱任务的四大关键技术之一，充当着未来空间站“太空电站”的作用。 做体操，太阳翼手风琴式展开 核心舱首次采用了 大面积可展收柔性太阳电池翼， 双翼展开面积可达134平方米， 全部收拢后只有一本书的厚度， 这是我国首次采用柔性太阳翼 作为航天器的能量来源。 柔性翼体积小、展开面积大、功率重量比高，单翼即可为空间站提供9千瓦的电能。 核心舱太阳翼采用了6台有源机构三维五步展开，展开过程持续40分钟。形象地说，它通过一组 “太空广播体操”舒展筋骨，开启了在轨10年的运行：首先，15发火工品“热身运动”起爆，解除太阳翼与小柱段舱壁的固定；紧接着抬升机构做“俯仰运动”，将太阳翼从舱壁上立起；展开锁定机构做“扩胸运动”，将两个太阳电池阵向两侧展开；约束释放机构做“转体运动”；最后伸展机构做“伸展运动”带动太阳电池翼完全展开。每个规定动作都经过大量的地面验证试验，确保姿势标准、娴熟流畅。展开过程中，数节伸展机构依次向外推出，带动太阳翼向外展开，像是一架被缓缓拉开的手风琴，在宇宙中奏响它的美妙乐章。 核心舱太阳电池翼的另一个特殊功能，是其在轨可整翼拆卸、转移。考虑到后续空间站组建完成后对核心舱太阳电池翼造成的遮挡，从而影响发电，这两个太阳电池翼可由航天员与机械臂配合，实现舱外拆卸、转移，安装于后续发射的实验舱尾部桁架上，并在轨重新组建供电通道，这又被称为在轨能源拓展功能。 以“锂”相助，长期居住条件佳 空间站长期在轨稳定运行，航天员长期驻留，站内的安全是最关键的问题。在空间站运行到太阳无法照射的阴影区时，由锂离子蓄电池为整个舱体供电。八院811所研制人员经过长期攻关，找到了解决办法，从研制、使用、更换等多个角度，设计出了一种满足空间站运行需求的长寿命大容量高安全锂离子蓄电池。 空间站在长达10多年的在轨运行过程中，航天员需定期对锂电进行在轨更换。如何在不影响空间站的正常供电情况下，确保航天员的操作安全呢？研制人员为锂电更换操作上了“双保险”。核心舱有两个功率通道，当其中一个通道需要更换电池时，由另一个通道作为主力供电。且每个功率通道采用“2+1”机组工作模式，任意一个机组中的电池需要更换时，将本机组断电，剩余两个机组可以保证本通道正常供电。另外，航天员在更换锂电的时候，高压电池组带来了安全隐患。为此，研制人员在锂离子蓄电池模块中安装了两个并联的分段开关，通过将电池组的电压降低到人体的安全电压范围，满足人体的36伏安全电压要求，保护了航天员开展在轨维修时的人身安全。

值得上海人骄傲的是，

天和资源舱出生在上海！

这个腰围4.2米，身高2.1米的家伙，

被上海航天的设计师们称为矮胖子。

胖子一“出生”便“成团”，与其它四位小伙伴一起组成了我国空间站工程的首发舱——“天和”核心舱，其它三位小伙伴分别是节点舱、小柱段、大柱段，它们将一起在浩瀚神秘的宇宙中乘风破浪。设计师们很担心它太胖会影响“出道”，于是组建了一支专业的教练团队，为它的茁壮成长保驾护航。

中国航天科技集团八院空间站核心舱资源舱总装主任设计师吴金花介绍，胖子面临的最大考验有两方面。一是，自重4.3吨，却在最下方撑起了三位重达18吨的小伙伴们。因此不管是在地面试验中，还是在火箭起飞的上行段，胖子是受载最大、最严酷的那一位。但在这样严酷的承载条件下，胖子的皮下脂肪和骨骼肌重量（结构重量）还要控制在487公斤以内。经过一遍又一遍分析、计算和科学的指导，胖子的皮下脂肪越来越少，蒙皮变薄，骨骼却越来越健壮，增加了单根桁条截面积。

第二大考验是，胖子和小伙伴们要去乘风破浪，需要乘坐代号长征五号B的运载火箭。可是，到达既定轨道和火箭分离时，采用了一种新型的线性分离装置，起爆时威力巨大，由于胖子身上装有对冲击敏感的元器件，它表示有点“疼”。教练们查阅了大量资料，对胖子身上0.5米高度以内的16台产品，根据产品特点、质心位置、安装方式，有针对性地实施隔冲击防护，这相当于给胖子穿了一层厚厚的防护服。历时两年里，教练团先后和火箭方联合开展了5次舱箭分离解锁冲击试验，分别验证隔冲措施的有效性。终于，在第5次试验火工品起爆的那一刻，胖子再也不觉得疼了，因为所有指标都控制在标准范围内。

胖子的轨控发动机没有安装在尾端，而是在它身体中部采用下陷倾斜安装的方式，这导致发动机非常靠近矮胖子的皮肤和骨骼。最终教练们切削了它的8根“肋骨”（支撑杆），割掉了身上8块“皮肤”（蒙皮），教练们担心这个小手术会让胖子站得有些吃力，就在手术的地方给胖子加了几块“钢板”作为支撑。

就这样，教练团陪伴着矮胖子经历了一轮轮调整、一重重考验，八载春秋，矮胖子终于长成一个健壮的少年。

虽然“外表”并没有太多的变化，

看起来依然是个“圆筒”，

但通过一次次的锻炼，

它的“内芯”已经被锻造得无比强大！

还有一个好消息，

明年底“天空之家”建成！

中国空间站被命名为“天宫”。按照规划，“天和”发射升空之后，还会相继发射“问天”号实验舱和“梦天”号实验舱，两年共11次发射任务， 2022年底之前，“天宫”将建成。

实验舱Ⅰ名为“问天”，主要任务是开展舱内和舱外空间科学实验和技术试验，也是航天员的工作生活场所和应急避难场所。实验舱Ⅰ配备了航天员出舱活动专用气闸舱，支持航天员出舱活动，配置了小型机械臂，可进行舱外载荷自动安装操作。实验舱Ⅰ有着核心舱部分关键平台功能，这意味着在需要的时候，它可以执行对空间站的整个管理和控制。

实验舱Ⅱ名为“梦天”，具备和实验舱Ⅰ类似的功能。实验舱Ⅱ还配置有货物专用气闸舱，在航天员和机械臂的辅助下，支持货物、载荷自动进出舱。

中国的空间站未来还有一个重要计划，在空间站建造完成后，会单独发射一个十几吨的光学舱，与空间站保持共轨飞行状态。光学舱具备自主飞行能力，正常任务时与空间站共轨飞行，进行高分辨率天文观测，开展天体物理和空间天文学研究。需要燃料补给和设备维修时，光学舱可与空间站对接，进行推进剂补加和设备维修维护，提高自身寿命和工作性能。

中国空间站由我国自主建造，

实现了产品全部国产化，

部组件全部国产化，

原材料全部国产化，

关键核心元器件100%自主可控。

载人航天是一项高投入、高风险、高技术的系统工程，至今只有俄罗斯、美国和中国三个国家独立掌握载人航天技术。我国在1992年就制定了宏伟的载人航天“三步走”的发展战略。至今，我国已完成了前两步的任务，即成功研制和发射了6艘神舟载人飞船、2座天宫空间实验室和1艘天舟货运飞船，掌握了太空行走、交会对接、在轨加注和中期驻留等载人航天的关键技术，已把11名航天员送上了太空。这些都为完成第三步任务——建造空间站奠定了坚实的基础，让我们在空间站建设上拥有更加广阔的发展空间。

金海岸工作室

作 者 | 叶 薇

图 片 | 采访对象提供 东方IC 易 蓉 新华社

编 辑 | 陆佳慧 唐梦葭

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