“天宮一號”結構示意圖

中國未來載人空間站構想圖

　　根據1992年中國正式提出的載人航天三步走計劃，我們已經完成第一步的載人飛船實驗。第二步是完成載人飛船和空間飛行器對接，並建立臨時有人照料的空間實驗室，這項工作隨著“天宮一號”的發射正在展開。第三步，建造載人空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。國際空間站將在2020年退役，中國未來空間站卻計劃于2020年左右建成，這一時間上的巧合為中國空間科學發展帶來了契機。

　　“天宮一號”太空實驗室為空間站先遣兵

　　9月29日晚上發射的“天宮一號”是為建立空間站而準備的一個空間實驗室，設計壽命為兩年。它採用兩艙構型，分別為實驗艙和資源艙，重8.6噸，可用於航天員駐留期間的在軌工作和生活。實驗艙的前端安有對接、對接測量和通信設備。繞地順時針方向飛行的“天宮一號”，最重要的作用就是幫助航天員進行航天器交會對接實驗。

　　“天宮一號”在整個載人航天工程中主要承擔著兩項重要使命：一是突破交會對接技術和組合體控制技術；二是作為空間實驗室的雛形，驗證空間站關鍵技術，為將來空間站的建設打基礎。

　　“天宮一號”與準備11月發射升空的“神州八號”對接成功後，二者將以組合體的方式在太空飛行，由“天宮一號”對組合體進行控制。實驗結束後，“神州八號”將返回地面，“天宮一號”繼續在太空服役，等待“神九”和“神十”飛船前來對接。只有三次都對接成功，中國的載人航天工程第二步戰略目標才全部達到。

　　中國空間站五大模塊功能齊全

　　在先後掌握了載人飛船和貨運飛船、空間對接與航天器長時間自主運行、航天員中期駐留等技術後，中國將在2017年以後開展大型、長期有人照料的空間站的建設工作，預計2020至2022年建成。但目前沒有對2020大型空間站計劃的詳細介紹，官方只公佈一些簡單情況。

　　中國的基本型空間站大致包括一個核心艙、一艘貨運飛船、一艘載人飛船和兩個科學實驗艙，能與各種實驗艙、載人飛船和貨運飛船對接，總重量在100噸以下。空間站核心艙長18.1米、最大直徑4.2米，分為節點艙、生活控制艙和資源艙，是航天員的主要活動場所，也是空間站的管理控制中心。核心艙的節點艙段擁有5個對接口，用於對接實驗艙和載人飛船，是空間站的聯絡樞紐，另外在資源艙尾部還有一個對接口，用於對接貨運飛船。兩個實驗艙長度均為14.4米，最大直徑4.2米，是開展空間實驗的主要艙所，也可供航天員臨時生活，其中1號實驗艙還有部分控制功能。

　　各艙段具備自主飛行能力

　　類似于蘇聯的“和平”號空間站，中國的空間站各個艙段均為獨立的航天器，具備自主飛行能力，這種設計增加了艙段本身的設計製造成本，從技術上説要遜色于國際空間站的設計。國際空間站俄羅斯的主要艙段具備自主飛行能力，但美國、歐洲和日本的艙段使用航天飛機運輸並交大型機械臂安裝，本身沒有自主飛行能力。美國設計的CBM通用對接機構也更為簡單，省去了自主飛行控制和精密對接機構的成本。不過從另一方面來説，具有自主飛行能力的航天器艙段雖然設計製造上較為複雜，成本相對更高，但避免了使用航天飛機這種複雜而昂貴的天地運輸工具，降低了空間站整體的建設成本。

　　規模小建成速度快

　　中國在2020年前後建成的空間站核心艙和兩個試驗艙總計60多噸，加上一艘8噸級的神舟飛船和一艘13噸級的貨運飛船也不過80多噸，這個質量不僅小于目前400多噸的國際空間站，也小于早已墜毀的約130噸的“和平”號空間站，甚至不如美國當年的空間實驗室重。

　　儘管在規模上有所不足，不過中國空間站艙段性能並不遜色。而且中國的空間站僅需要“長征五號”發射3次即可完成基本建設，不會陷入國際空間站多年的尷尬境地早期10年大多數時間用於建設空間站，以至於空間科研成果寥寥。對比國際空間站的規模，中國自主建設獨立運行的空間站上兩個實驗艙足以滿足多數空間科學實驗的需求。未來中國多項空間科學，尤其是天文觀測項目，將以空間站為載體實施。

　　或成2020年地球上空唯一空間站

　　今年7月，俄羅斯宇航官員宣佈，打算在2020年國際空間站的使用期限結束後，把它沉入大海。屆時，地球上空很可能只有一座空間站在飛行，那就是尚未命名的中國空間站。

　　受政治因素影響，美國一直拒絕中國參與國際空間站項目，中國空間科學項目對外交流合作也受到限制。但國際空間站將在2020年退役，中國未來空間站卻計劃于2020年左右建成，這一時間上的巧合也帶來了契機。到時候我們可以開展國際合作，更好地和平開發、利用太空資源。

　　美國在布什總統時代曾決定2014年左右放棄國際空間站，而國際空間站要到2011至2012年才能建成，屆時歐洲和日本的實驗艙只使用了幾分之一的設計壽命而已，更不要説他們發展的貨運飛船無處可去。現任美國總統奧巴馬因此決定延長國際空間站壽命到2020年，但這個時間點恰好與日本和歐洲設想的首次載人飛船發射時間衝突，歐日的載人飛船以後飛向何處，將是個有趣的話題。

　　不管國際空間站是否進一步延壽到2025甚至2028年，由於艙體的老化，中國2020年後建立的空間站都將是一個很有競爭力的空間科學研究平臺。在手握核心資源的條件下，中國可以進行更廣泛的國際合作，在合作中也將得到更多的實際利益。