2021年4月29日，“天和”核心舱顺利搭载长征五号B遥二运载火箭发射升空，开启了中国人在太空建立空间站的序幕。今年7月24日，由我国自主设计和发射的天宫空间站迎来了自己的第二个舱段“问天实验舱”，它也是我国向太空发射的首个实验舱。南京航空航天大学航天学院闻新教授表示，今年年底，我国还会发射“梦天”实验舱，“太空大房子”建成三室两厅的目标，正在一步一步实现，未来在太空开展长期科研指日可待。

为什么要在太空里建立空间站？

在太空开展长期科研，让航天员“有地方住”

将人类送上太空已经不再是遥远的梦，但在太空中，人类怎样才能“呆得久”？首先得“有地方住”。空间站就是航天员在太空中住的“房子”，有了它，航天员才能在太空中开展科研活动，长时间生活下去。

“对于飞船而言，空间站就是‘码头’。同时，空间站也是太空实验室，科学家可以在里面开展一些空间科学实验。”闻新教授告诉记者，空间站具有体积大、寿命长、功能强和载人多等优点。世界上第一个空间站是前苏联的“和平号空间站”。“目前，在太空中只有一个空间站——国际空间站，它由美国主持研制，共有16个国家参加。中国当时也申请参与，但美国拒绝了中国的申请。”

我国于上世纪90年代开始启动载人航天工程，规划了“三步走”战略。从发射载人飞船将中国航天员送入太空，到太空出舱、发射空间实验室，如今已走到第三步，即“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”。中国的 “空间站时代”，伴随着“天和”核心舱和“问天”实验舱的成功发射，正在一步一个脚印稳步前进。

摄影  杨昊

“太空房子”扩容要航天员手动“组装”

“三室两厅”一间一间“拼”起来

如果把神舟飞船比作一辆轿车，天宫一号和天宫二号相当于一室一厅，空间站则像是三室两厅还带储藏间。

闻新教授告诉记者，空间站由三个舱段组成。一年前的4月29日，搭载长征五号B遥二运载火箭升空的是“天和”核心舱。它有3个对接口和2个停泊口。“天和”核心舱的重量大约在22吨左右，如果将它和地球上的“房子”做一个类比，核心舱的作用，好比是房子的客厅，负责空间站组合体的统一管理和控制，支持实验舱、载人飞船、货运飞船等飞行器与其交会对接和在轨组装，具备接纳航天员长期访问和物资补给的能力，可以支持开展航天医学和空间生命科学实验。

这一次我们发射成功的“问天”实验舱，正是空间站的第二个舱段。它将与核心舱进行组合。“实验舱和核心舱的组装，由航天员出舱完成。航天员在太空中会像‘堆积木’一样，借助机械臂系统，逐渐把整个结构搭建起来。在这个过程中，万一出现‘漏气’等情况，还可以出舱进行修补。”闻新介绍，上个世纪，美国和俄罗斯的航天员就已经进行过实践，在太空中“组合”核心舱和实验舱是比较成熟的技术，“对于现在的中国航天来说，也不是什么难事。”

“出差三人组”也将扩容成“六人组”

空间站将迎来百吨级最大结构

跟着“问天”实验舱一起进入太空的，不仅有各种实验设备，还有三张床铺。这样，除了核心舱内的三张床位，实验舱里还会增加三张，中国空间站便拥有了可供六人在轨的“硬件”。

中国科学院院士、中国航天科技集团科技委主任包为民介绍，我国载人航天工程从上世纪90年代开始启动，规划了“三步走”的战略。按照空间站建成规划，一共要进行11次发射。其中，神十四和神十五乘组共计6名航天员要在天上交替10天。

据悉，在轨2个月后，问天实验舱将实施转位，与天和核心舱形成“L”构型，静待梦天实验舱的到来。

按照计划，今年中国载人航天工程还将执行3次发射任务，发射梦天实验舱与天和核心舱对接，形成空间站三舱“T”字基本构型，完成空间站在轨建造；随后发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船，神舟十五号航天员将与神舟十四号航天员在轨轮换，并驻留6个月。如果一切进展顺利，今年，我们或将会看到的天宫空间站最大构型：天和一号核心舱+问天号实验舱+梦天号实验舱+天舟五号货运飞船+神舟十四号载人飞船+神舟十五号载人飞船，规模近百吨级。

摄影  杨昊

什么是“快速交会对接”？

“万里穿针”虽然难度高，但此前已经多次实验

据悉，问天实验舱采取了快速交会对接方式，与空间站天和核心舱前向对接，形成“一”字构型。专家告诉记者，从神舟十二号开始，我国的载人飞船新增了自主快速交会对接、径向交会对接和180天在轨停靠能力。在太空中“相遇”后，两个航天器会在空间轨道上合并在结构上连成一个整体，这是载人航天活动的三大基本技术之一，是实现空间站和空间运输系统的装配、回收、补给、维修、航天员交换及营救等在轨服务的先决条件。

问天实验舱主要面向空间生命科学研究。它总长17.9米，最大直径4.2米，由工作舱、气闸舱、资源舱三舱段组成，具备空间站组合体统一管理和控制能力，将作为核心舱能源管理、信息管理、姿态轨道控制和载人环境关键平台功能的系统级备份。

中国载人航天工程空间站系统总设计师、中国工程院院士杨宏介绍，问天实验舱是航天员主要的生活和工作舱段，配置有3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施，可与天和核心舱一起支持两艘载人飞船轮换期间6名航天员的生活保障；提供专用气闸舱支持开展航天员出舱活动，支持开展较大规模的密封舱内和舱外空间科学实验和技术试验。

问天实验舱还配置了一个小型的机械臂，既可以单独使用，也可以跟核心舱的大机械臂组合使用，共同完成航天员的出舱、舱外设施照料、巡检等任务。

久经考验的“胖五”再度披挂

运载火箭的承重能力成为发射成功的关键

如果你是一位航天爱好者，那么一定会发现规律：“太空出差”的航天员们，多半是搭乘长二F火箭“出发”。而运送“天和”核心舱和“问天”实验舱的运载火箭，却是长征五号B遥二运载火箭，因为外形胖乎乎的，不少人也直接称呼它“胖五”。 专家告诉记者，长五B火箭是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭，主要用于空间站舱段等近地轨道大型航天器发射任务。此次发射是长五B火箭首次执行快速交会对接任务，成功突破了零窗口发射和大直径舱箭连接分离等多项关键技术。

身强力壮的“大力士”，自然能扛的东西也会更多。闻新教授告诉记者，核心舱和实验舱的体积都不小。“天和”22吨，“问天”则达到了23吨。“在发射技术已经相对成熟的情况下，运载火箭的承重能力成为了发射成功的关键。经过几次考验，‘胖五’的表现的确优秀。中国航天又迈上了一个新的台阶，与美国航天的差距又缩小了一些。”

据悉，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。光学舱命名为“巡天”，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。

实习生  艾琬柠

扬子晚报/紫牛新闻记者  杨甜子

校对 李海慧