“天宫一号”空间实验室

“天宫一号”亮相2009年春晚

天宫一号模型

中国网络电视台消息：中国载人航天工程新闻发言人27日表示，中国载人空间站工程已正式启动实施，2020年前后将建成规模较大、长期有人参与的国家级太空实验室。

中国载人空间站工程分为空间实验室和空间站两个阶段实施。2016年前，研制并发射空间实验室，突破和掌握航天员中期驻留等空间站关键技术，开展一定规模的空间应用。2020年前后，研制并发射核心舱和实验舱，在轨组装成载人空间站，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术，并开展较大规模的空间应用。

按照工程计划，中国将于明年发射“天宫一号”目标飞行器和“神舟八号”飞船，实施首次空间飞行器无人交会对接试验。

【简介】 ——天宫一号

“天宫一号”是中国首个空间实验室的名称，中国将于2011年发射“天宫一号”目标飞行器，分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接。从而建立中国第一个空间实验室。“天宫一号”成功完成任务后，将标志着中国已经拥有建设初步空间站，即短期无人照料的空间站的能力。

据介绍，“天宫一号”大致可分为两舱结构，分别为实验舱和资源舱。实验舱可用于航天员驻留期间在轨工作和生活。资源舱内有发动机、电源装置等，可为“天宫一号”提供动力。“天宫一号”的重量和神舟七号差不多，约为8吨。

在“天宫一号”实验舱前端还安装有一个交会对接机构，它是“天宫”和飞船联通的关键所在。交会对接指两个航天器在太空轨道合并连接成一个整体，是实现太空装配、补给、维修、航天员交换等过程的先决条件，更是建立大型空间站的基础。从2002年开始，上海航天局的研究人员也开始正式研制这一对接机构，并已经进行了大量的地面试验，目前已进入初样阶段。之前，记者也曾见过交会对接机构的模型，从外表上看，它类似于一扇圆形的门，内部直径约为0.8米，航天员可以通过这一扇门从飞船进入“天宫一号”。

“天宫一号”的名字让人联想起中国古代四大名著之一《西游记》中的孙悟空大闹天宫。此外，“天宫”是中华民族对未知太空的通俗叫法。因此，起以“天宫一号”为目标飞行器命名，应该会很好地得到国人的共鸣。这个飞行器实际上就是空间实验站的雏型。从“神七”到“神十”，是为了检验航天员太空实验的能力和对接空间实验站的技术成熟度。此后就是载人航天工程的第三步——实现建立太空实验站并进行料理。届时将会交替发射载人飞船和货运飞船。

【名词解释】 ——空间站

空间站（Space Station）：又称航天站、太空站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。

其结构特点是体积比较大，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。

【空间站历史】

到目前为止，全世界已发射了9个空间站。其中苏联共发射8座，美国发射1座。

按时间顺序讲，苏联是首先发射载人空间站的国家。其礼炮1号空间站在1971年4月发射，后在太空与联盟号飞船对接成功，有3名航天员进站内生活工作近24天，完成了大量的科学实验项目，但这3名航天员乘联盟11号飞船返回地球过程中，由于座舱漏气减压，不幸全部遇难。礼炮2号发射到太空后由于自行解体而失败。

苏联发射的礼炮3、4、5号小型空间站均获成功，航天员进站内工作，完成多项科学实验。其礼炮6、7号空间站相对大些，也有人称它们为第二代空间站。它们各有两个对接口，可同时与两艘飞船对接，航天员在站上先后创造过210天和237天长期生活记录，还创造了首位女航天员出舱作业的记录。

苏联于1986年2月20日发射入轨的和平号空间站，2000年底俄罗斯宇航局因和平号部件老化（设计寿命10年）且缺乏维修经费，决定将其坠毁。和平号最终于2001年3月23日坠入地球大气层。

美国在1973年5月14日发射成功一座叫天空实验室的空间站，它在435千米高的近圆空间轨道上运行，宇航员用58种科学仪器进行了270多项生物医学，空间物理，天文观测，资源勘探和工艺技术等试验，拍摄了大量的太阳活动照片和地球表面照片，研究了人在空间活动的各种现象。直到1979年7月12日在南印度洋上空坠入大气层烧毁。

【延伸阅读】

为什么要建造自己的空间站

中国为什么要耗费大量的人力和财力建造自己的空间站？对这个问题，北京大学地球与空间学院焦维新教授说：“造船是为了建立空间站，建站是为了科学实验，这就是我国自主建立‘天宫一号’空间站的原因。”飞船在太空飞行一般是在一周左右，它所能进行的科学实验无论是从内容还是时间上都是有限的。只有空间站可以长时间的在太空中运行。这样，我们就可以做各式各样的科学实验，还有进行太空产品的开发研制。”

中国工程院院士张履谦表示，空间站是航天事业发展的一个必然趋势，它代表了一个国家的航天国力。如果我们现在不去掌握这项技术，等到需要使用空间站时再来建造就会落后了。

“‘天宫一号’建成后，可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。在对地观测方面，当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果。”

除此而外，中国科学技术大学地球和空间科学系胡友秋教授认为，“天宫一号”的建立可以为我国带来很大的经济价值。比如在太空育种方面，就可以培育出很多各种各样的蔬菜，对农业会有很大的好处；在工业方面，还可以制造出在地球上制造不出来的材料；另外，还有导航，比如GPRS定位可以大大方便人们的出行，但是如果不借助空间站就无法实施。

张履谦院士说，太空空间站的建立，简单来说，就是通过各个宇宙飞船的组装对接而成的。“ 天宫一号”也是如此，我国在未来计划要发送神舟八号、神舟九号、神舟十号，然后把这三个飞船与“天宫一号”进行组装对接，这就形成了一个小型空间站。而要想实现飞船的对接，首先就需要有大型的火箭能够把重量很大的飞行器发送到太空中，还有就是需要具备人们长期在空间站生活的设施，以及解决火箭对接的问题。

焦维新告诉记者，空间站就像是一座空间大厦，是在太空轨道上逐步组装起来。当各种部件在地面上设计完成以后，借助大型的运输工具，也就是能够进行大运载的火箭把大的部件送入到太空，这是地面研制技术。还有组装技术，包括比较实用的机器手，因为大的部件是无法靠人使用的，需要使用机器手。

焦维新说，建设“天宫一号”空间站最关键的部分就是“空间交会对接”技术。两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调，在同一时间到达太空同一位置的过程称为交会。对接是在交会的基础上，通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。实现两个航天器在太空交会对接的系统，称为交会对接系统。

焦维新说：“我国现在还没有实现飞船的空间交会对接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飞船正在进行这方面的实验。而我国的空间交会对接技术也是一个逐渐完善的过程。不仅是一次对接，还需要二次对接。在对接时，需要两个航天器的轴线在同一条直线上，并且相对速度要接近0。这个难度是非常大的，因为两个航天器的速度都很快。就像是地面的两辆急速飞驰的跑车，要让它们的距离必须一直保持在1米左右，这是非常不容易做到的。”

焦维新告诉记者：“国际空间站的构造属于横架式结构，也就是说在距离大气层300-400公里以外的空间上有一个大梁，在这个大梁的有些地方可以接太阳能帆板，在一些地方建造各种实验舱。”“天宫一号”也是选择在距离大气层300-400公里以外建立。

我国目前研制的“天宫一号”采用的是两舱结构，分别为实验舱和资源舱。实验舱可保证舱压、温湿度、气体成分等航天员的生存条件，用于航天员驻留期间在轨工作和生活，密封的后锥段安装再生生保等设备。实验舱前端安装一个对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。资源舱为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。

目前，“天宫一号”虽还处于研制阶段，但张履谦院士表示，总体说来，“天宫一号”里的配套设施一般必须包括氧气呼吸装置，废气吸收装置，防止空间的辐射照射装置以及宇航员长期生活具备的各种条件。其中产生动力的推力舱、生活舱、实验、接口等都是空间站上比较重要的装置。

若要在“天宫一号”里工作和生活，还要考虑应对各种紧急突发事件的发生。其中包括氧气装置故障，或控制陀螺失灵，甚至连厕所不能用都能称为是大问题。所以在建造时需要考虑到各种紧急应急措施。像国际空间站，一直都有个联盟号飞船在为它保驾护航，如果空间站出现问题，它可以进行维修，还可以接宇航员回到地球。航天飞机的拉动力系统可以定期为空间站加速，使空间站一直在自己的轨道内运行。如果氧气装置出现了问题，还可以运用制氧的原料自己制氧。

“‘天宫一号’只是我国空间站建设的起步，今后我们会慢慢建设大型的空间实验站，预计大体要花上一二十年的时间，等到2020年预计我国的空间站就可以逐步完成了。”张履谦说到。

（视频编辑：马凌霄文字编辑：吕媛媛唐亮）