空间站

空间站空间站概念的提出可以追溯到1869年，当时Everett Hale为《大西洋月刊》撰写了一则关于“用砖搭建的月球”的文章。此后，康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基和赫尔曼·奥伯特也对空间站进行过设想。1929年Herman Potočnik的著作The Problem of Space Travel（《太空旅行的问题》）出版并风靡了30多年。1951年沃纳·冯·布劳恩在矿工周刊中刊登了他带有环状结构的空间站设计。二战期间德国科学家曾研究过使用太阳能的轨道兵器，即所谓的“太阳炮”。按照设想，它将是运行在高度在5100英里（8200千米）的地球轨道的空间站的一部分。

阿波罗11号飞船在1969年抢先登陆月球后，苏联在与美国登月的太空竞赛中落败，因此转向了其他方向（如空间站）来展示他们的航天实力和开发太空资源。礼炮1号于1971年成功发射升空，它是人类历史上首个空间站。但不幸的是3名航天员于1971年乘礼炮1号上的联盟号飞船返回过程中，由于返回舱上平衡阀异常打开造成返回舱失压，导致3名航天员全部死亡。美国紧随其后在1973年发射了天空实验室号空间站，它携带了一系列的望远镜，科学家在上面做了许多关于医药、地质和天文等方面的科学实验。苏联在1986年发射了和平号空间站的核心舱，并在接下来的10年间不断运送新的模块在空间组装，1996年建成了由6个模块组成的和平号空间站，该空间站服役至2001年。期间有包括美国在内的许多国家的航天员拜访过这个世界著名的空间站。1998年11月国际空间站的第一个模块（曙光号功能货舱）发射升空，随后陆续发射的模块对其逐渐进行扩充。它由多个国家分工建造、联合运用，成为国际合作进行太空开发的标志。自2000年11月至2017年3月，国际空间站上保持至少3名乘员。

1992年，中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略，建成空间站是发展战略的重要目标。^[5]

2011年9月29日，中国发射了天宫1号目标飞行器。天宫1号将分别与随后发射的神舟8号、神舟9号、神舟10号飞船交会对接，从而使中国掌握了交会对接技术，为开展中国的空间站建设奠定了基础。

2021年4月29日11时，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空。^[6]

2021年9月17日，神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90天，圆满完成了舱外维修维护、设备更换、科学应用载荷等一系列操作任务，刷新了中国航天员单次飞行驻留时间的纪录。神舟十二号已与空间站天和舱成功实施分离，并与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验，成功验证了径向交会技术，为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。^[7]

2022年10月31日15时37分，在长征五号B遥四运载火箭的托举下，空间站梦天实验舱成功升空入轨。^[1]

2022年11月3日，空间站梦天实验舱顺利完成转位，标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。^[2]

2022年11月12日，天舟五号货运飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。^[3]

2022年11月30日7时33分，神舟十五号航天员乘组在载人飞船与空间站组合体成功实现自主快速交会对接后，从飞船返回舱进入轨道舱，并与神舟十四号航天员乘组“胜利会师”。^[4]

空间站(3)单模块空间站的基本组成是以一个载人生活舱为主体，再加上有不同用途的舱段，如工作实验舱、科学仪器舱等。空间站外部必须装有太阳能电池板和对接舱口，以保证站内电能供应和实现与其他航天器的对接。

单模块空间站一般由下列系统组成：

• 结构与机构系统

• 电源与供配电系统

• 温度控制系统

• 制导、导航与控制系统

• 推进系统

• 机械臂系统

• 测控和通信系统

• 环境控制与生命保障系统

• 乘员系统

• 对接机构系统

• 仪表与照明系统

• 数据管理系统

空间站(3)空间站特点是体积比较大、结构复杂，在轨道飞行时间较长，有多种功能，能开展的太空科研项目也多而广。

空间站的特点之一是经济性。例如，所有的空间站都不具有返回地面的功能而是在太空接纳航天员进行实验，可以使载人飞船成为只运送航天员的工具，从而简化了空间站的结构，既能降低其工程设计难度，又可减少航天费用。另外，空间站在运行时可载人，也可不载人，只要航天员启动并调试后它可照常进行工作，定时检查，到时就能取得成果。这样能缩短航天员在太空的时间，减少许多消费，当空间站发生故障时可以在太空中维修、换件，延长航天器的寿命。增加使用期也能减少航天费用。因为空间站能长期（数个月或数年）的飞行，故保证了太空科研工作的连续性和深入性，这对研究的逐步深化和提高科研质量有重要作用。

空间站(3)第一代空间站：特点：单模块，一个对接口（礼炮1号、礼炮2号、礼炮3号、礼炮4号、礼炮5号）

第二代空间站：特点：单模块，两个对接口（礼炮6号、礼炮7号）

第三代空间站：特点：多模块，积木式结构（和平号空间站）

第四代空间站：特点：多模块，衍架结构和积木式的混合结构（国际空间站）型号

礼炮号系列空间站（Salyut）

礼炮系列空间站由前苏联建造，其中礼炮1号是人类的第一个空间站。这个系列的空间站在1971年到1985年间服役，期间一共发射了礼炮1号至礼炮7号共7个空间站。它们的任务是完成天体物理学、航天医学、航天生物学等方面广泛的科研计划，考察地球自然资源和进行长期失重条件下的技术实验。

天空实验室号空间站（Skylab）

天空实验室号是美国的空间站，1973年由两级的土星5号运载火箭发射入轨，同年，先后发射了3艘阿波罗号飞船（即阿波罗号飞船）的指挥-服务舱与其交会对接，每次送去3名航天员。

和平号空间站（Mir）

和平号是前苏联设计建造的空间站，为上述礼炮计划的后继项目。它于1986年发射升空，并在接下来的十年间陆续对接了5个模块，一直被运用到2000年。苏联与美国在这里进行过航天项目的合作，许多不同国家的航天员也曾到访过和平号进行工作。它被废弃后于2001年受控在再入大气层中烧毁。

国际空间站（International Space Station, ISS）

国际空间站是由美国国家航空航天局（NASA）、俄罗斯联邦航天局（RFSA）、日本宇宙航空研究开发机构（JAXA）、加拿大太空局（CSA）和欧洲空间局（ESA）等共同建造的空间站项目。它在1998年开始建造，各功能模块在其后被陆续送入轨道装配，2011年2月国际空间站组装工作全部结束。国际空间站是人类拥有过的规模最大的空间站。

天宫1号目标飞行器（Tiangong 1）

神舟号飞船与天宫1号目标飞行器即将对接示意图天宫1号是中国独立设计建造并发射运用的目标飞行器，它于2011年发射升空。天宫1号与随后发射的神舟8号至10号飞船进行对接，使中国成为掌握交会对接技术的国家。神舟8号已于2011年11月1日发射，并在11月3日和15日两次成功与天宫一号对接。2012年6月18日中午，神舟9号携3名航天员和天宫1号对接成功，航天员成功进入到天宫1号内部。2013年6月13日13时18分，神舟10号携3名航天员再次和天宫1号对接成功，航天员进入到天宫1号内部，共开展为期15天的在轨生活和科研活动。2013年6月20日10时起，中国女航天员王亚平在天宫1号上进行了一次50分钟的太空授课。

天宫2号空间实验室（Tiangong 2）

天宫2号空间实验室是中国第一个空间实验室，其规模比空间站要小，但可做一些为建造空间站服务的关键技术研究项目，如推进剂在轨加注技术。2016年9月15日天宫2号发射成功，经过变轨进入了等待与神舟11号载人飞船交会对接的轨道。10月19日实现了神舟11号与天宫2号的交会对接任务，航天员进入天宫2号内工作和生活，完成了30天的太空驻留任务。预计2017年4月中下旬将发射天舟1号货运飞船，在天宫2号配合下，完成在轨推进剂加注试验。

天和核心舱

2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭搭载空间站天和核心舱，在海南文昌航天发射场发射升空，发射任务取得圆满成功。此次发射任务成功，标志着中国空间站在轨组装建造全面展开，为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。天和核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段，主要用于空间站统一控制和管理，具备长期自主飞行能力，可支持航天员长期驻留，开展航天医学、空间科学实验和技术试验，起飞质量达22.5吨。后续，天和核心舱会先后迎接天舟货运飞船和神舟载人飞船的访问，在全面完成空间站关键技术验证后，与问天实验舱、梦天实验舱实施交会对接，完成空间站三舱组合体在轨组装建造。^[6][8]