30年,为此刻 | “天和”核心舱发射升空, 中国空间站来了!

2021年4月29日11时23分,中国“长征”5B运载火箭搭载中国首个空间站核心舱“天和”号在文昌航天发射场发射成功!
这是中国空间站建造的重要起点,从1991年载人航天工程开始,30年,为的就是这一天,中国自己的空间站要来了!
那么中国空间站长啥样?怎么建?谁来住?又有哪些科研价值呢?
长啥样:“三室两厅还带储藏间”

天和核心舱是中国发射的首个空间站舱段。中国空间站基本构型包括:天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱3个舱段,整体呈 T 字构型。
其中天和核心舱全长16.6米,最大直径4.2米,发射质量22.5吨,是未来空间站的管理和控制中心。
“天和核心舱的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。”中国航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊表示,核心舱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、折叠桌等家居,还配置了太空跑台、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。
中国航天科技集团五院空间站任务总指挥王翔表示,为了让航天员在太空中的长期生活更加舒适,天和核心舱在设计上较过去有了很大突破,供航天员工作生活的空间约 50立方米,未来加上两个实验舱后,整体能够达到110立方米。
如果神舟飞船是一辆轿车,天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子,而空间站就是三室两厅还带储藏间,算是“豪宅”了。
怎么建:今明2年规划11次任务
按照空间站建造任务规划,今明两年中国将接续实施11次飞行任务,包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射,于2022年前后完成空间站在轨建造,实现中国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的任务目标。

那么后续10次任务将如何安排?小编了解到,空间站在轨建造任务期间,长征五号B运载火箭、长征二号F运载火箭和长征七号运载火箭3型火箭将各司其职,为中国空间站的建造运营搭建起“天地运输走廊”。其中,长征五号B火箭将发射空间站舱段,长征二号F火箭将通过发射神舟载人飞船送航天员入空间站,长征七号火箭将发射天舟货运飞船;载人航天“三箭客”将联手开启空间站建设。
中国空间站建成后将成为国家太空实验室,从事空间科学研究和空间的新技术研究试验。周建平表示,欢迎全世界各国科学家参与到中国空间站的科学实验项目中来。中国已经和联合国外空司推进落实了第一批技术试验项目,也与多个国家或者地区的空间科学或航天科技方面的研究机构达成相关合作协议。 谁来住:12名航天员将先后入驻空间站
未来“三室两厅还带储藏间”的空间站将由谁来入住?周建平指出,在空间站的关键技术验证和建造阶段,安排4次载人飞行任务,每次飞行乘组是3名航天员,他们将执行空间站技术验证、建造以及科学实验的任务,乘组的驻留时间根据任务安排,长期在轨将达到3至6个月。
在空间站的常态化运行中,3名航天员作为一个乘组长期飞行,乘组定期轮换。轮换期间,最多可有6名航天员同时在空间站工作,完成交接后,前一个乘组乘坐载人飞船返回地球。
值得一提的是,空间站不仅活动空间大,而且航天员在空间站的补给也得到了更好保障。此前中国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天,航天员生存所必需的水和氧气由航天器直接送入太空。

为了让航天员实现更久地在轨停留,空间站设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收,排泄的尿液也会回收净化,重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳,将通过化学反应生成氧气,这也能够降低氧气的补给需求。
重要科研价值
按照规划,中国空间站将在轨运营10年以上,这也将为我国的空间应用研究提供充足的实验资源。
实际上,空间站的研究环境是其他地方无法比拟的。首先在微重力环境上,空间站可提供长时间的微重力环境。
而在微重力条件下,地面重力效应导致的流体(气体、液体、 熔体)中的浮力对流、重力沉降、液体压力梯度等现象基本消失,同时,微重力还会对一些基础物理的实验条件产生重要影响,能够以更高的指标和精度开展实验,对重要的基础物理理论进行验证。

在轨道位置方面,中国空间站运行于倾角41~42度、轨道高度340~450千米的近圆低地 球轨道,约90分钟绕地球一圈。空间站轨道完全脱离了地球大气,处于地球电离层F2层,适于开展巡天类空间天文观测和特定空间物理研究。
在辐射环境方面,虽然空间辐射环境对航天器、 航天员和设备具有一定危害,但宇宙射线复杂的成份和能谱形式是地面无 法模拟的,是开展辐射生物学等研究的有利条件,也是开展高能天文观测 和粒子天体物理研究的必要条件。
除此之外,空间站可利用外太空极端条件在舱外开展实验,包括极热和极冷循环、 高真空、原子氧侵蚀、太阳紫外辐射和宇宙高能射线辐射等。
基于空间站支持能力、微重力和辐射环境、航天员较长在轨驻留、天地往返等有利条件,中国载人航天工程为空间站共规划安排了11个空间科学与应用研究方向,包括航天医学、空间生命科学与生物技术、微重力流体物理与燃烧科学、空间材料科学、微重力基础物理、空间天文与天体物理学、空间物理与空间环境、空间地球科学及应用、航天元器件与部件、航天新技术、空间应用新技术等方向。
古有千里鲲鹏逍遥游,今看九霄天和展翅飞。伴随着长征五号B遥二火箭一飞冲天,天和核心舱正式“入列”,“完整体”的中国空间站将不再遥远。