“天宮一號”空間實驗室

“天宮一號”亮相2009年春晚

天宮一號模型

中國網絡電視臺消息：中國載人航天工程新聞發言人27日表示，中國載人空間站工程已正式啟動實施，2020年前後將建成規模較大、長期有人參與的國家級太空實驗室。

中國載人空間站工程分為空間實驗室和空間站兩個階段實施。2016年前，研製併發射空間實驗室，突破和掌握航天員中期駐留等空間站關鍵技術，開展一定規模的空間應用。2020年前後，研製併發射核心艙和實驗艙，在軌組裝成載人空間站，突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術、近地空間長期載人飛行技術，並開展較大規模的空間應用。

按照工程計劃，中國將於明年發射“天宮一號”目標飛行器和“神舟八號”飛船，實施首次空間飛行器無人交會對接試驗。

【簡介】 ——天宮一號

“天宮一號”是中國首個空間實驗室的名稱，中國將於2011年發射“天宮一號”目標飛行器，分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接。從而建立中國第一個空間實驗室。“天宮一號”成功完成任務後，將標誌著中國已經擁有建設初步空間站，即短期無人照料的空間站的能力。

據介紹，“天宮一號”大致可分為兩艙結構，分別為實驗艙和資源艙。實驗艙可用於航天員駐留期間在軌工作和生活。資源艙內有發動機、電源裝置等，可為“天宮一號”提供動力。“天宮一號”的重量和神舟七號差不多，約為8噸。

在“天宮一號”實驗艙前端還安裝有一個交會對接機構，它是“天宮”和飛船聯通的關鍵所在。交會對接指兩個航天器在太空軌道合併連接成一個整體，是實現太空裝配、補給、維修、航天員交換等過程的先決條件，更是建立大型空間站的基礎。從2002年開始，上海航天局的研究人員也開始正式研製這一對接機構，並已經進行了大量的地面試驗，目前已進入初樣階段。之前，記者也曾見過交會對接機構的模型，從外表上看，它類似于一扇圓形的門，內部直徑約為0.8米，航天員可以通過這一扇門從飛船進入“天宮一號”。

“天宮一號”的名字讓人聯想起中國古代四大名著之一《西遊記》中的孫悟空大鬧天宮。此外，“天宮”是中華民族對未知太空的通俗叫法。因此，起以“天宮一號”為目標飛行器命名，應該會很好地得到國人的共鳴。這個飛行器實際上就是空間實驗站的雛型。從“神七”到“神十”，是為了檢驗航天員太空實驗的能力和對接空間實驗站的技術成熟度。此後就是載人航天工程的第三步——實現建立太空實驗站並進行料理。屆時將會交替發射載人飛船和貨運飛船。

【名詞解釋】 ——空間站

空間站（Space Station）：又稱航天站、太空站、軌道站。是一種在近地軌道長時間運行，可供多名航天員巡訪、長期工作和生活的載人航天器。空間站分為單一式和組合式兩種。單一式空間站可由航天運載器一次發射入軌，組合式空間站則由航天運載器分批將組件送入軌道，在太空組裝而成。

其結構特點是體積比較大，在軌道飛行時間較長，有多種功能，能開展的太空科研項目也多而廣。空間站的基本組成是以一個載人生活艙為主體，再加上有不同用途的艙段，如工作實驗艙、科學儀器艙等。空間站外部必須裝有太陽能電池板和對接艙口，以保證站內電能供應和實現與其他航天器的對接。

【空間站歷史】

到目前為止，全世界已發射了9個空間站。其中蘇聯共發射8座，美國發射1座。

按時間順序講，蘇聯是首先發射載人空間站的國家。其禮炮1號空間站在1971年4月發射，後在太空與聯盟號飛船對接成功，有3名航天員進站內生活工作近24天，完成了大量的科學實驗項目，但這3名航天員乘聯盟11號飛船返回地球過程中，由於座艙漏氣減壓，不幸全部遇難。禮炮2號發射到太空後由於自行解體而失敗。

蘇聯發射的禮炮3、4、5號小型空間站均獲成功，航天員進站內工作，完成多項科學實驗。其禮炮6、7號空間站相對大些，也有人稱它們為第二代空間站。它們各有兩個對接口，可同時與兩艘飛船對接，航天員在站上先後創造過210天和237天長期生活記錄，還創造了首位女航天員出艙作業的記錄。

蘇聯于1986年2月20日發射入軌的和平號空間站，2000年底俄羅斯宇航局因和平號部件老化（設計壽命10年）且缺乏維修經費，決定將其墜毀。和平號最終於2001年3月23日墜入地球大氣層。

美國在1973年5月14日發射成功一座叫天空實驗室的空間站，它在435千米高的近圓空間軌道上運行，宇航員用58種科學儀器進行了270多項生物醫學，空間物理，天文觀測，資源勘探和工藝技術等試驗，拍攝了大量的太陽活動照片和地球表面照片，研究了人在空間活動的各種現象。直到1979年7月12日在南印度洋上空墜入大氣層燒燬。

【延伸閱讀】

為什麼要建造自己的空間站

中國為什麼要耗費大量的人力和財力建造自己的空間站？對這個問題，北京大學地球與空間學院焦維新教授説：“造船是為了建立空間站，建站是為了科學實驗，這就是我國自主建立‘天宮一號’空間站的原因。”飛船在太空飛行一般是在一週左右，它所能進行的科學實驗無論是從內容還是時間上都是有限的。只有空間站可以長時間的在太空中運行。這樣，我們就可以做各式各樣的科學實驗，還有進行太空産品的開發研製。”

中國工程院院士張履謙表示，空間站是航天事業發展的一個必然趨勢，它代表了一個國家的航天國力。如果我們現在不去掌握這項技術，等到需要使用空間站時再來建造就會落後了。

“‘天宮一號’建成後，可以用來進行科學實驗、生産、太空觀測、偵察、在太空中儲備物質等多種用途。在對地觀測方面，當地球上發生地震、海嘯或火山噴發等事件時，空間站上的航天員可以及時調整遙感器的各種參數，以獲得最佳觀測效果。”

除此而外，中國科學技術大學地球和空間科學系胡友秋教授認為，“天宮一號”的建立可以為我國帶來很大的經濟價值。比如在太空育種方面，就可以培育出很多各種各樣的蔬菜，對農業會有很大的好處；在工業方面，還可以製造出在地球上製造不出來的材料；另外，還有導航，比如GPRS定位可以大大方便人們的出行，但是如果不借助空間站就無法實施。

張履謙院士説，太空空間站的建立，簡單來説，就是通過各個宇宙飛船的組裝對接而成的。“ 天宮一號”也是如此，我國在未來計劃要發送神舟八號、神舟九號、神舟十號，然後把這三個飛船與“天宮一號”進行組裝對接，這就形成了一個小型空間站。而要想實現飛船的對接，首先就需要有大型的火箭能夠把重量很大的飛行器發送到太空中，還有就是需要具備人們長期在空間站生活的設施，以及解決火箭對接的問題。

焦維新告訴記者，空間站就像是一座空間大廈，是在太空軌道上逐步組裝起來。當各種部件在地面上設計完成以後，借助大型的運輸工具，也就是能夠進行大運載的火箭把大的部件送入到太空，這是地面研製技術。還有組裝技術，包括比較實用的機器手，因為大的部件是無法靠人使用的，需要使用機器手。

焦維新説，建設“天宮一號”空間站最關鍵的部分就是“空間交會對接”技術。兩個或兩個以上的航天器通過軌道參數的協調，在同一時間到達太空同一位置的過程稱為交會。對接是在交會的基礎上，通過專門的對接機構將兩個航天器連接成一個整體。實現兩個航天器在太空交會對接的系統，稱為交會對接系統。

焦維新説：“我國現在還沒有實現飛船的空間交會對接功能。‘神八’、‘神九’宇宙飛船正在進行這方面的實驗。而我國的空間交會對接技術也是一個逐漸完善的過程。不僅是一次對接，還需要二次對接。在對接時，需要兩個航天器的軸線在同一條直線上，並且相對速度要接近0。這個難度是非常大的，因為兩個航天器的速度都很快。就像是地面的兩輛急速飛馳的跑車，要讓它們的距離必須一直保持在1米左右，這是非常不容易做到的。”

焦維新告訴記者：“國際空間站的構造屬於橫架式結構，也就是説在距離大氣層300-400公里以外的空間上有一個大梁，在這個大梁的有些地方可以接太陽能帆板，在一些地方建造各種實驗艙。”“天宮一號”也是選擇在距離大氣層300-400公里以外建立。

我國目前研製的“天宮一號”採用的是兩艙結構，分別為實驗艙和資源艙。實驗艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航天員的生存條件，用於航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的後錐段安裝再生生保等設備。實驗艙前端安裝一個對接機構，以及交會對接測量和通信設備，用於支持與飛船實現交會對接。資源艙為軌道機動提供動力，為飛行提供能源。

目前，“天宮一號”雖還處於研製階段，但張履謙院士表示，總體説來，“天宮一號”裏的配套設施一般必須包括氧氣呼吸裝置，廢氣吸收裝置，防止空間的輻射照射裝置以及宇航員長期生活具備的各種條件。其中産生動力的推力艙、生活艙、實驗、接口等都是空間站上比較重要的裝置。

若要在“天宮一號”裏工作和生活，還要考慮應對各種緊急突發事件的發生。其中包括氧氣裝置故障，或控制陀螺失靈，甚至連廁所不能用都能稱為是大問題。所以在建造時需要考慮到各種緊急應急措施。像國際空間站，一直都有個聯盟號飛船在為它保駕護航，如果空間站出現問題，它可以進行維修，還可以接宇航員回到地球。航天飛機的拉動力系統可以定期為空間站加速，使空間站一直在自己的軌道內運行。如果氧氣裝置出現了問題，還可以運用制氧的原料自己制氧。

“‘天宮一號’只是我國空間站建設的起步，今後我們會慢慢建設大型的空間實驗站，預計大體要花上一二十年的時間，等到2020年預計我國的空間站就可以逐步完成了。”張履謙説到。

（視頻編輯：馬淩霄文字編輯：呂媛媛唐亮）