剛剛，中國空間站核心艙“天和”出征太空！

賈浩楠 2021-04-29 13:02:30 來源：量子位

賈浩楠 明敏 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI

剛剛，北京時間4月29日上午11時23分，中國空間站核心艙“天和”，搭乘長征五號B 遙二運載火箭，從海南文昌發射場發射升空！

“天和”成功升空，標志中國天宮”空間站正式開啟了為期兩年的建設之路。

中國首個空間站、同時極有可能成為人類未來10-15年中唯一在軌運行的空間站，它的首次發射任務，有哪些不容錯過的精彩瞬間？背后又有哪些硬核背景知識？

飛行500秒，成功“到站下車”

發射前夕和發射過程中，直播畫面傳來最多的一句話是“XX正常！”

11時23分，火箭點火升空。

飛行4-5秒后，整個火箭很快進入厚重的云層，地面攝像機便捕捉不到畫面了，只能靠艦體上的攝像機傳回實時情況：

升空飛行大約170秒后，一級火箭任務完成，主動脫離艦體：

△直播視頻信號稍有卡頓

此時，開始由火箭芯級發動機繼續推動火箭升空入軌。

升空220秒后左右，之前一直在整個火箭頂端保護航天器、承受高溫摩擦和氣壓巨變的整流罩，也主動分離：

升空493秒，芯級發動機成功脫離：

到這一步，就標志著發射任務中，各級火箭的任務完成，“天和”核心艙成功進入軌道！

央視直播中用了一個很形象的比喻：到站下車。

當大家看到這些文字時，天和已經成功展開了中繼天線和柔性太陽能電池板，開始在340-450公里的近地軌道運行，等待空間站其他部分對接匯合。

中國的空間站

中國空間站總體構型是 3 個艙段，包括“天和”核心艙、問天實驗艙Ⅰ和夢天實驗艙 Ⅱ，每個艙都是 20 噸級，整體呈 T 字構型，可在軌運營 10 年以上。

“天和”核心艙是中國空間站的關鍵艙段，就好比是樹干，其他的艙段都會連接在它的接口上，像樹枝一樣不斷向外延伸。

“天和”核心艙全長 16.6 米，最大直徑 4.2 米，發射質量 22.5 噸，有五個對接口，可以對接一艘貨運飛船、兩艘載人飛船和兩個實驗艙，另有一個供航天員出艙活動的出艙口，是未來空間站的管理和控制中心。

空間站將建近地軌道上，軌道高度340-450公里。

核心艙在設計上較過去有了很大突破，供航天員工作生活的空間約 50 立方米，未來加上兩個實驗艙后，整體能夠達到 110 立方米，，可實現3人長期駐留、6人短期駐留。

除此之外，未來會單獨發射一個十幾噸的光學艙，與空間站保持共軌飛行狀態。

光學艙中，計劃架設一套口徑兩米的巡天望遠鏡，分辨率與哈勃相當，視場角是哈勃的 300 多倍。如果在軌十年，可以對百分之四十以上的天區，約一萬七千五百平方度天區進行觀測。

對了，這次送核心艙“天和”上天的火箭，是大家熟知的“胖五”的最新改型長征五號B運載火箭，近地軌道運載能力25噸級。

表面上來看，長征五號B比長征五號要少一個二級火箭，但并不是簡單地做“減法”。

長征五號B火箭與長征五號火箭共享了芯一級和助推器的大部分關鍵技術，同時還有新的兩大技術保障——大推力直接入軌技術和大直徑艙箭分離技術。

級數少了，運載能力卻不低。

目前，在長征火箭家族中，共有三型火箭參與到我國載人空間站工程中。它們被稱為空間站建設中的“三劍客”。

除了發射空間站主體的長五B，還有長征七號運載火箭，主要用于發射“天舟”貨運飛船，為空間站和宇航員運送物資。

而長征二號F運載火箭，是托舉神舟號載人飛船的“專用”火箭，是長征系列中“最可靠”的火箭之一，目前成功率達到100%。

為什么我們需要空間站

與載人飛船和已經退役的航天飛機不同，空間站最大的特點是能夠滿足人類長期駐扎太空的需要。

其必備的系統設備包括加壓艙室、電力供應系統、生命支持系統等。基于這些配置，空間站可以滿足科學研究以及太空旅游等多種用途。

而中國的空間站設計在軌運行10年以上，已規劃密封艙內的科學實驗柜、艙外暴露實驗平臺等，支持在軌實施空間科學、空間生命科學與生物技術、微重力基礎物理、空間材料科學等眾多領域的科學研究和應用項目。

一般來講，小型空間站是完全組裝后發射的，但較大的空間站分成模塊送上太空，在軌道上組裝。為了最有效地利用運載工具，空間站通常是空著發射的，而航天員則乘坐不同的運載工具跟隨升空。

因此，一個空間站的運作需要一個運輸系統來運送人員和設備，并補充推進劑、空氣、水、食物，以及其他在日常運作中消耗的物品。

今年將運送航天員上天

2021-2022年間，中國的空間站任務，將密集發射11次，包括空間站后續艙段，載人任務等等。

其中具體包括 3 次空間站艙段發射，4 次貨運飛船以及 4 次載人飛船發射，于 2022 年完成空間站在軌建造，實現中國載人航天工程三步走發展戰略第三步的任務目標。

今年6月起，將發射天舟貨運飛船，和神舟12號載人運載火箭。

人類目前只有一個國際空間站在軌運行，且服役超過20年，計劃在2025年退役，延期服役最晚不超過2028年。

而且，美國尚無公開的空間站建設計劃，俄羅斯的空間站計劃也遙不可期。

所以，未來10-15年內，中國“天宮”極有可能將成為人類唯一在軌運行空間站。