“天宫”飞天试建中国空间站:天宫空间站

　　9月1日，中国载人航天工程办公室宣布，由于受“实践十一号04星”卫星发射失利影响，原定于8月中下旬发射的空间试验站雏形“天宫一号”或推迟至本月下旬发射。“天宫一号”是中国2011年航天发射计划的“重头戏”。根据计划，发射“天宫一号”后两年内，中国将相继发射神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船，分别与“天宫一号”完成空间交会对接。之后，2020年，中国将要建设自己的空间站。放眼宇宙，人类的太空探索从未停歇。作为我国自主研制的空间试验站，“天宫一号”只是中国空间站的雏形，承担的是实验先锋的角色，然而，随着“天宫一号”发射，意味着中国迎来“空间站元年”，进入航天“空间站时代”。
　　“天宫一号”长啥样？
　　根据中国载人航天工程网的介绍，“天宫一号”主体为短粗的圆柱形，重量和神舟七号一样，约为8吨，直径比神舟飞船更大。
　　它采用两舱结构，分别为实验舱和资源舱。实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成，可保证舱压、温度、湿度、气体成分等航天员生存条件，用于航天员驻留期间在轨工作和生活，密封的后锥段安装再生生保等设备。而资源舱内有发动机、电源装置等，为轨道机动提供动力，为飞行提供能源。“天宫一号”最重要的功能是完成与飞船进行交会对接的试验。为此，它前后各设有一个对接口。安装在实验舱前端的交会对接机构，以及交会对接测量和通信设备，是“天宫”和飞船联通的关键所在。
　　从外表上看，它类似于一扇圆形的门，内部直径约为0.8米，航天员可以通过这一扇门从飞船进入“天宫一号”。
　　航天员的生活必需品和工作所需的材料、设备均由飞船运送，载人飞船停靠在实验室外边，作为应急救生飞船。如果实验室发生故障，可随时载航天员返回地面，航天员工作完成后，乘飞船返回。
　　“天宫一号”将突破无人交会对接技术
　　空间交会对接简称“交会对接”，主要目的是将航天员从太空飞船送入空间实验室或空间站，与载人航天器发射和航天员安全返回技术、空间出舱活动技术并列为载人航天的三大基本技术，也是建立空间站的重要基础。
　　空间实验室的建设过程是先发射无人空间实验室，而后再用运载火箭将载人飞船送入太空，与停留在轨道上的实验室交会对接，航天员从飞船的附加段进入空间实验室，开展工作。“‘天宫一号’试验目的很明确：突破无人交会对接技术。这是空间站最基本最关键的基础。”北京大学地球与空间科学学院教授焦维新说。“天宫一号”要完成在太空中两年的飞行任务，并完成出舱活动、空间交会对接试验和发射长期自主飞行以及有人照料的空间实验室等目标后，它的任务才算圆满完成。
　　交会是指两个或两个以上的航天器通过轨道参数的协调，在同一时间到达太空同一位置的过程。对接是在交会的基础上，通过专门的对接机构将两个航天器连接成一个整体。因为其重要意义，空间交会与对接成为载人航天活动的三大基本技术之一。
　　交会的具体程序是，先将目标飞行器发射入轨并精确测定其运行轨道，当其飞经待发飞行器发射场上空时，通过择机发射使后者与前者运行在相同的轨道上，并且将距离控制在一定范围内，随后再依靠飞行器本身的机动能力让两者逐渐连为一体。
　　这个过程的难度很大。在太空中的空间实验室和飞船都保持高速运行，时速达2.8万公里以上，在对接过程中，需要两个航天器的轴线在同一条直线上，并且相对速度要接近0，如果计算不准，就可能发生飞船相撞事故。
　　焦维新打了一个比方表示，“就像是地面的两辆急速飞驰的跑车，要让它们的距离必须一直保持在1米左右，这是非常不容易做到的。”
　　在国外载人航天活动早期，航天器在空间交会对接过程中就曾失败。比如，俄罗斯“进步M3-4”飞船与“和平”号空间站在对接过程中“相撞”。
　　甚至到现在，交接失败仍时有发生。2010年7月2日和10月31日，俄罗斯的两艘“进步”M货运飞船首次自动对接都失败，不得不改为手动。2005年美国发射的DART卫星，甚至与目标卫星轰然相撞。
　　目前世界上有美国、俄罗斯、欧洲和日本研制的飞行器分别完成了与运行在地球轨道上目标飞行器的交会对接。但到目前为止，只有美国和俄罗斯掌握完整的交会对接技术。
　　“天宫一号”把科学实验室搬上太空
　　“天宫一号”是我国首个空间实验室的名称，该目标飞行器成功发射后，我国还将连续发射“神八”、“神九”、“神十”飞船与“天宫一号”交会对接，从而建立第一个中国空间实验室。
　　根据我国的航天计划，空间实验室是我国载人航天工程的第二步，将在2016年前完成，为最终建成空间站提供技术支持；而第一步即载人飞船阶段，已由神五、神六、神七飞船实现。
　　在“天宫一号”发射之后，我国将再陆续发射“天宫二号”、“天宫三号”两个空间实验室。“天宫二号”将主要开展地球观测和空间地球系统科学、空间应用新技术、空间技术和航天医学等领域的应用和试验。“天宫三号”将主要完成验证再生生保关键技术试验、航天员中期在轨驻留、货运飞船在轨试验等，还将开展部分空间科学和航天医学试验。
　　“天宫一号”建成后，可以用来进行科学实验、生产、太空观测、侦察、在太空中储备物质等多种用途。在对地观测方面，当地球上发生地震、海啸或火山喷发等事件时，空间站上的航天员可以及时调整遥感器的各种参数，以获得最佳观测效果。
　　10年后成为“国际空间站”？
　　2020年国际空间站将结束其使命，而中国的空间站正好进入轨道。许多人设想，中国的空间实验室是否可望担负新的国际空间站的职能。
　　今年7月21日，美国最后一艘航天飞机“阿特兰蒂斯”号结束最后一次任务。“阿特兰蒂斯”的谢幕，意味着美国30年航天飞机时代宣告终结。
　　7月27日，俄罗斯太空官员宣布，他们打算在2020年国际空间站的使用期限结束后，把它沉入大海。国际空间站是目前太空中惟一的空间站。
　　美国航天飞机谢幕之后，国际空间站将面临运载能力的挑战。目前，欧洲的ATV和日本的HTV都只是货运飞船，而且没有重返地球的运输能力，“联盟”号飞船又无法将大型货物运回地球。此次俄罗斯火箭发射的失利更降低了公众对俄罗斯运载能力的信心。
　　在空间站项目未来发展广受争议的时候，中国的空间试验站的探索格外引人注目。
　　前美国国家航天和宇航航行局(NASA)官员斯科特(ScottPace)将“天宫一号”比作上世纪90年代俄罗斯所发射的“和平号”空间站。对此，曾任酒泉卫星发射中心副主任、中国载人航天工程原副总指挥的张建启表示，“中国空间站将是一个开放的平台工程，让外国的科学家和宇航员上去和中国合作进行科学实验，是再正常不过的事情”。

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