中国空间站，三室两厅的太空豪宅

作者：常教员

校稿：辜汉膺 / 编辑：养乐多

2021年对于中国航天人来说注定是值得铭记的一年。4月29日，中国空间站天和核心舱成功进入预定轨道。5月15日，天问一号的着陆器成功降落在火星表面。5月30日，天舟二号货运飞船与天和核心舱对接。中国空间站的建设正在有条不紊地进行…

新征程扬帆起航，航天器逐梦九天

（图：白影先生/ 图虫创意）▼

三室两厅的太空豪宅

在航空航天领域，中国是国际社会上的后起之秀。早在1961年，苏联宇航局加加林就乘坐从拜科努尔发射场起航的东方1号宇宙飞船，在太空当中绕行地球一周。这是人类首个成功的载人航天项目。直到42年之后，神舟五号搭载航天员杨利伟发射成功，太空上才留下了中国人的足迹。

从太空第一人到中国航天第一人

道阻且长，行则将至

（图：Wiki）▼

不管是东方1号还是神舟五号，这类载人航天器都不能让宇航员在上面长久地生活、工作。在短暂完成自己的飞行任务后，宇宙飞船必须及时回落在地球上。

如果将宇宙飞船视作载人航天器的1.0版本，那么空间站就是它的2.0升级版。空间站可以在近地轨道长时间运行，上面有能够维持人类生活、实验的一切设施，而且长期在外层空间、不返回地球。可以说，空间站相当于宇航员在外太空的一个“家”。

从旅游签证到居住证，跨度还是很大的

空间站比宇宙飞船的研制更为艰难

即使当年美苏两国也有多个失败的空间站项目

（自由号空间站构想 图：NASA）▼

关于空间站的设想早已有之，从幻想到构想到技术到实施，人类历经数十年，1971年，苏联“礼炮一号”成功发射升空，标志着人类空间站技术应用的开始。

“地球是人类的摇篮，但人类不可能永远生活在摇篮中”

（早期的整体式空间站构想模型）

（图：Herman Potočnik /Wiki）▼

为了满足能让宇航员在空间站内生活、工作的条件，空间站必须要同时满足具有宽敞空间和精密技术这两个条件。受限于燃料推力，单次火箭发射能送入轨道的材料有限。这就限制了空间站的体积。大的空间站需要多次火箭发射，分批将模块送入轨道，这也是中国空间站建设所使用的方法。

作为开山鼻祖的礼炮一号空间站采用五部分结构

模块式仍是人类现阶段技术的首选

（礼炮一号对接示意图，仅作参考）

（图：orel_kprf/Twitter）▼

中国空间站，由天和核心舱、问天、梦天实验舱、天舟货运飞船、神舟载人飞船构成，基本构型已确定由一段核心舱和两段实验舱组成“Ｔ”字形组成。

第一阶段各部分到位对接之后，空间站呈“T”字形

但也可拓展成“干”字形，满足未来探索的进程

（仅供参考 图：Craigboy /Wiki）▼

4月29日，长征五号B运载火箭升空，将中国空间站天和核心舱成功发射入轨至预定轨道。标志着中国空间站的在轨组装建造工作全面展开。核心舱之外，两段实验舱分别长期停靠在核心舱的左右两端，货运飞船以及载人飞船分别对接于核心舱前后两端。

美国工程师David Hash用天文望远镜

捕捉到了天和号在太空的影像

（图：David Hash/Twitter）▼

五院空间站系统副总设计师朱光辰打过一个比喻：如果天宫一号和天宫二号相当于一室一厅的房子，那么中国空间站就是三室两厅还带储藏间的“豪宅”。比如现在在轨的天和核心舱，它就是由节点舱、小柱段、大柱段三部分组成。节点舱负责将来对接载人飞船和实验舱，小柱段是未来航天员的生活区，而大柱段则是航天员进行工作和科研实验的地区。

单独看只是一段，但确实搭出更大规模空间站的基础

（仅供参考）▼

与其他航天器相比，中国空间站可以称为庞然大物。有人统计过，神舟七号载人飞船航天员的活动空间大概是7立方米；“天宫一号”航天员有效活动空间约为15立方米，而在中国空间站里，航天员活动空间扩展到了110立方米。110立方米是什么概念呢？以别克即将上市的中型SUV昂科威Plus为例，其体积约为15立方米，那么中国空间站的内部空间，大约能装下7辆中型SUV！

按照未来中国的一系列发射计划，从2021年4月到2022年11月，还会有更多的实验舱和载人飞船连接到核心舱，共同组成中国空间站的完全体。

这对中国的航天发展来说既是机遇，又是挑战。频繁而重大的发射任务倒逼火箭科技的进步，催生出了让航天迷们津津乐道的重磅选手“胖5”，也就是长征五号。作为中国大型运载火箭，目前长征五号B主要承担我国空间站舱段等重大航天发射任务，是当下可靠的大国重器。

胖五虽然排序靠前，但诞生却比较晚

因其特殊性，几乎不能沿用以往的经验技术

历经十年方出鞘的长征五号是中国航天新阶段的钥匙

（图：MRairbus/图虫创意）▼

Wi-Fi全覆盖的宇宙之家

建设空间站的目的，是让宇航员在太空中长期生活。用以观察、了解地球之外的事物发展规律，包括进行新型材料的合成、观测天体运行及变化以及了解人体在宇宙中生活时身心体征方方面面的数据，所以空间站需要满足宇航员在太空当中的长期生存需要。中国空间站空间大，却没有一寸是多余的。在居住区和试验区，都有着完备的生活设施。

让一让，不要挤啊

（图：Wiki）▼

天和核心舱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、折叠桌等设施，此外还有太空跑台、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。

虽然窗外的风景不同，但设施一应俱全

（图：CMSE）▼

值得一提的是，此次舱内实现了Wi-Fi全覆盖。航天员所有的生理参数都通过网络实时下传。先进信息技术的采用，会让航天员如同在地面上一样看剧、打视频电话。

如此完善的的生活设施，需要强大的建造技术和运营管理技术支撑。为了保障航天员的生命安全，先进的维护维修能力同样必不可少。由于航天器处于真空环境，任何微小的裂缝都会让空气迅速跑光，航天员将面临生命危险。研制团队需要对舱内所有的密封环节，进行一一复查。针对空间碎片的撞击问题，中国空间站配备了一套预防系统，能够对空间碎片进行定位感知，通过升轨或降轨对空间碎片进行规避。

虽然还没多少人住过太空

但是人类这些年留给太空的垃圾也不少

再加上宇宙自然产生的固体碎块

未雨绸缪的设计都是必要的

（图：ESA）▼

和平号空间站第五个模块的太阳能模板损坏

（图：NASA/STS-86 ）▼

这种主动安全技术，有点类似于汽车的盲区预警系统。司机在驾车时，车辆后方3米内的范围是后视镜看不到的，这种盲区预警系统可以帮助驾驶者避免由于视觉盲区变道而导致的车辆碰撞事故。像别克昂科威Plus装载了SBZA侧盲区预警等主动安全配置，当有车辆位于后视镜盲区内，外后视镜上的LED灯就会发出闪烁警告。

为了满足6名航天员的居住要求，设计师们对通风、噪声、灯光等细节都有非常周密的考虑。为了让航天员生物钟不受影响，设计师在舱内设置了情景照明系统，定时将灯光变成黄昏模式、日间模式。设计团队花了一年半时间进行噪声问题攻关，使工作区的噪声从71分贝降到了58分贝，睡眠区从58分贝降到了49分贝。

空间站一天能看到16次日出

不过航天员的作息还是和地面保持一致

睡够八小时，做好太空人

（图：朝闻天下）▼

噪音对人身心的危害是多方面的，无论是生活在太空的宇航员，还是地球上的普通居民，都要尽力规避噪音污染，比如现在的汽车普遍搭载了降噪设备，以降低发动机产生的噪音。别克昂科威Plus上的QuietTuning™图书馆级静音科技，不但能被动吸收、隔离发动机噪音，而且配备了ANC主动降噪功能，通过捕捉低频发动机噪音，并产生反向声波来抵消发动机噪音。

选择强大

为了实现航天员长期在太空工作、生活的目标，中国航天人宵衣旰食，打造了宽阔、智能的太空宜居环境。航天人对于空间站的建设，延续了人类一个朴素的思路：更大的空间、更加智能的设施，是人们对于“舒适”的评价标准，也是对于交通工具的终极渴望。