太空站-太空站简笔画-太空站离地球有多少公里啊

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我国空间站在 2022 年底完成了在轨建造。自此之后，它已成为一座国家太空实验室。同时，它也成为中国航天史上目前规模最大且长期有人照料的空间实验平台。随着神舟十九号飞船航天员乘组进入太空，我国空间站应用与发展阶段的第四次载人航天任务正式拉开帷幕。

我国空间站具有哪些技术特点呢？未来又将发挥怎样的作用呢？接下来将为大家进行详细的解答。

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总体概览

为了让我国成为世界上极少的能够独自掌握近地空间长期载人飞行技术的国家，具备长期开展近地空间有人参与的科学技术试验以及综合开发利用太空资源的能力。在 2010 年 9 月 25 日，国家批准研制由 13 个系统构成的中国首座近地轨道载人空间站。经过 12 年的不懈努力，我国最终在 2022 年底达成了这个目标。

我国第一座空间站的建造并非遵循美国和苏联先建造单舱式、后建造多舱式空间站的途径。它直接开始建造多舱式空间站，且该空间站达到了世界第三代空间站水平以上。同时，实现了产品和原材料全部国产化，关键核心元器件也实现了 100%自主可控。

这座空间科技大厦的基本构型是“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱三舱对接。“天和”核心舱质量为 20 吨级，“问天”实验舱质量为 20 吨级，“梦天”实验舱质量为 20 吨级。它们依次发射后，通过在轨交会对接和转位，形成了水平对称的 T 字构型，“天和”核心舱处于居中位置，“问天”舱对接于一侧，“梦天”舱对接于另一侧。

中国空间站具备鲜明的中国特色与时代特征。它采用转位机构与机械臂相结合的方式，进行舱段的转移以及对接工作。在航天员与机械臂协同配合的情况下，能够完成复杂的舱外建造以及操作活动。

2021 年，为了完成空间站的建造，我国先后发射了“天和”核心舱两艘。同时，还发射了“天舟”货运飞船两艘以及“神舟”载人飞船两艘。并且进行了为期一年的关键技术验证。2022 年我国开启了空间站在轨建造阶段。先后发射了“问天”实验舱和“梦天”实验舱。还发射了“天舟”货运飞船以及“神舟”载人飞船，且各发射了两艘。这些发射行动使得航天员的活动空间达到了 110 立方米。

2023 年起，我国空间站进入应用与发展阶段。随着空间站在轨建造阶段的完成，航天员采用乘组轮换方式，能够连续不间断地访问和照料空间站，开展为期至少 10 年的空间科学研究、航天技术试验等空间站应用活动。

本次神舟十九号进行太空飞行任务，这是我国空间站进入应用与发展阶段的第四次载人飞行任务。他们要与神舟十八号乘组在轨道上进行轮换，并且将会在轨道上驻留大约 6 个月的时间。

目前，我国空间站能够长期承载 3 人。每半年进行一次轮换。在航天员轮换的 6 至 10 天这个时间段内，空间站最多会有 6 个人。每个航天员乘组都有 1 名曾经上过天的航天驾驶员担任指令长。其余人员的构成会根据任务的需要来确定，这些人员由航天驾驶员、航天飞行工程师以及载荷专家组成。

总体上，我国空间站规模适度而非贪大求全，属于经济适用型。其具有起点高、效益高、技术新、保障强的特点。与国外最先进的第四代空间站——国际空间站相比，我国空间站规模相对较小，但应用效益高于国际空间站。

我国空间站的科研设备重量在整站重量中所占的比例比国际空间站高；我国空间站用于科研设备的供电支持率也比国际空间站的要高。

10 月 30 日 12 时 51 分，神舟十九号与神舟十八号的航天员乘组在空间站实现了会师。

（中国载人航天工程官网图片）

“天和”核心舱

核心舱，其意思就是，它是空间站当中最为核心且最重要的组件。2021 年 4 月 29 日发射升空的“天和”核心舱能够给航天员提供 50 立方米的活动空间。

该舱段的作用是统一管理和控制空间站组合体；能够支持实验舱、载人飞船和货运飞船等飞行器与它进行交会对接和在轨组装；为 3 名航天员提供长期生活和工作的场所，同时还支持部分学科的舱内外空间科学实验和技术试验；配置了大型机械臂和备份气闸舱。它可以安装 4 台科学实验柜（发射时带上去了 3 台），并且已经取得了科研成就。

“天和”核心舱包含节点舱、生活控制舱、后端通道以及资源舱。它的最大直径为 4.2 米，也就是大柱段的直径；其最小直径是 2.65 米，即小柱段的直径。

天和核心舱

节点舱有 3 个对接口以及 2 个停泊口。前向接口与生活控制舱相连接。左右两个方向是专门用来停泊“问天”和“梦天”实验舱的。轴向和对地向的对接口用于载人飞船的对接，此次神舟十九号飞船对接在轴向接口上，这个细节在本次飞行任务的标志中有所体现。节点舱还有一个对天向对接口，用于航天员早期出舱，它是备用气闸舱出舱口。

生活控制舱由小柱段与大柱段构成。小柱段包含 3 个卧室以及 1 个卫生间。大柱段是乘组进行工作、控制、锻炼以及休闲的场所。舱内配备了空间站统一控制系统、科学仪器、通信设备、计算机系统、消防系统和空气处理系统等。在密封的生活控制舱内部，配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区这 6 个区域。

资源舱属于非密封舱，它能够为空间站提供电力以及推进燃料等必不可少的资源。末端的对接口是用来对接“天舟”货运飞船的，并且可以接收来自地面的物资。

“天和”核心舱的姿态控制运用了先进的方式，这种方式是采用 6 个力矩陀螺。通过改变角动量的方向，能够产生控制力矩。其具有精度很高以及可靠性很高的优点。

神舟十九号载人飞行任务标识（中国载人航天工程官网图片）

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“问天”实验舱

“问天”实验舱在 2022 年 7 月 24 日升空。它是我国空间站的首个实验舱。该实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱 3 部分构成。工作舱内设置有 3 个卧室和 1 个卫生间。还可安装 8 台科学实验柜，发射时带上去了 4 台。气闸舱的作用是供航天员出舱。资源舱装有大量燃料、姿轨控动力系统以及大型柔性太阳翼。

我国先发射“问天”实验舱，之后再发射“梦天”实验舱并与“天和”核心舱对接，这是因为“问天”实验舱具备多种功能和作用，是一个能在多个方面发挥作用的“多面手”。

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一是“问天”实验舱具备与“天和”核心舱相同的对空间站组合体进行统一管理和控制的能力。因此，倘若核心舱出现故障，能够利用“问天”实验舱来控制整个空间站组合体，以此提升空间站整个设计的可靠性。

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一是“问天”实验舱有 3 个卧室，如同“天和”核心舱那样。二是“问天”实验舱与核心舱对接之后，空间站便能够满足两个航天员乘组共 6 人在短期内同时在轨生活、工作以及进行交接班的需求。

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三是“问天”实验舱具备专用人员气闸舱，此气闸舱更为宽敞，更为舒适，也更为安全。它能够支持航天员更便捷地进行出舱活动，从而保障他们的安全。从神舟十四号乘组开始，航天员均是从这个作为主份的气闸舱出舱。

该气闸舱的外形是外方内圆的。其目的在于，在它那看上去像是方形的外壳上安装舱外暴露实验平台，并且配置 22 个标准载荷接口。

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四是“问天”实验舱的气闸舱外配置了 1 个小型机械臂，其承载力为 3 吨，长度为 5 米。这个机械臂可以爬到“梦天”实验舱上进行工作，并且能够与大型机械臂组合在一起，形成长度为 15 米的更大机械臂。

它的位置精度比大型机械臂的位置精度好 5 倍，它的姿态精度比大型机械臂的姿态精度好 2 倍，这种精度适用于完成各类载荷和平台设备在舱外的安装、维护以及照料等工作，并且这些工作对精度的要求更高。

“梦天”实验舱

2022 年 10 月 31 日升空的“梦天”实验舱包含工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱这 4 个舱段。它是一个空间科研与应用的场所，就如同“梦工场”一般。

“梦天”实验舱的工作舱可供航天员进行工作与锻炼。这里装有较多的科学实验柜以及锻炼设备。然而，这里并没有卧室和卫生间等设施。

“梦天”实验舱结构图

它的载荷舱和货物气闸舱是以类似套娃的“双舱嵌套”方式与工作舱相连接的。也就是说，在载荷舱的内部隐藏着 1 个货物气闸舱，这样做的目的是为了减少气体的泄露。

其中，载荷舱配置了 2 个展开式的暴露实验平台以及 1 个固定式的舱外暴露实验平台。这样的配置能够提供 24 个舱外标准载荷工位。货物气闸舱专门用于货物出舱，它是目前世界上最大的货物气闸舱。

资源舱配置了大型柔性太阳翼以及双自由度对日定向装置。它能够依据空间站在轨运动的姿态，还有太阳的角度，使太阳翼围绕实验舱轴进行转动，同时也能让太阳翼围绕太阳电池翼轴进行转动。

“梦天”实验舱能够装载 13 个实验柜，在发射的时候已经装载了 9 个。它具有以下特点：

一是“梦天”实验舱是供航天员开展科研工作的场所，因此没有设置卧室和卫生间，这样就能多装载科学实验柜。

“梦天”实验舱主要的研究方向是微重力科学；“问天”实验舱主要是用来开展空间生命科学研究。

三是“梦天”实验舱的最大特点在于拥有一个货物气闸舱，该气闸舱内部配备有一台载荷转移机构，凭借这台机构能够让货物自动出舱。

“梦天”实验舱专门配置了微小飞行器在轨释放机构。在载荷转移机构与机械臂的配合之下，该机构能够满足百千克级微小飞行器的在轨释放需求，也能够满足多个规格立方星的在轨释放需求。

先进的技术

利用后发优势，我国空间站采用了不少新技术。例如：

“天和”核心舱配备了一部 10 米长的机械臂，其承载力达 25 吨。这部机械臂达到世界第三代空间机械臂的水平，能够在舱体表面爬行移动。无论是舱段进行转位，还是大设备的移动，亦或是航天员自身的移动，都可以由该机械臂来完成。在航天员的协同配合下，还能够完成复杂的舱外作业活动。

为降低载人航天成本，“天和”核心舱及“问天”实验舱均采用了再生式生命保障系统。航天员呼出的水蒸气可通过冷凝水方式进行回收，其排泄的尿液也能被回收净化，之后可重新当作饮用水和生活用水来使用。经过再生处理后，94%以上的航天员生活污水以及空气冷凝水能够再次供航天员日常使用以及用于电解制氧。

后续，会把电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳进行化学反应，以此生成氧气。同时，会运用生活垃圾处理与再利用技术，进一步提升物资再生循环利用的水平。这样做能够最大限度地减少上行补给量，降低空间站的运营成本。

核心舱首次运用了一对大面积可展收的柔性太阳翼。单翼展开时长度达到 12.6 米。双翼展开的面积能够达到 134 平方米。和传统的刚性、半刚性太阳翼相比较而言，柔性翼具有体积小的特点，展开面积较大，功率重量比也比较高。它全部收拢之后，仅仅是刚性太阳翼体积的 1/15。另外两个实验舱上的太阳翼更大一些，这样就能获取更多的电能，从而满足空间站的供电需求。

其次，核心舱配备了常规的化学能轨控发动机和姿态控制发动机。同时，还额外配置了 4 台大功率霍尔电推进发动机。这种霍尔电推进发动机的效率比化学能发动机高几倍。所以，它能有效节省核心舱自带推进剂的消耗。并且，能够减少用货运飞船为空间站补给燃料的压力。这使得我国空间站目前 2 年发射 3 艘“天舟”货运飞船就可以满足需求。这也与“天舟”货运飞船运货能力很大有一定关系。

未来展望

我国目前正借助空间站的支持能力，利用微重力和辐射环境，凭借航天员较长时间在轨驻留以及天地往返等有利条件，开展科学前沿的创新性实验，同时进行应用研究，努力在科学和技术方面取得重大突破。

此次神舟十九号乘组将重点围绕“太空格物”主题。该主题涵盖空间生命科学、微重力基础物理、空间材料科学、航天医学、航天新技术等领域。乘组将开展微重力条件下生长蛋白晶体的结构解析等 86 项空间科学研究与技术试验。预计在基础理论前沿研究、新材料制备、空间辐射与失重生理效应机制、亚磁生物效应及分子机制等方面取得一批科学成果。

“巡天”光学望远镜

未来，我国空间站系统有希望成为世界上首个航天器“母港”。它能够在轨对共轨飞行的其他航天器进行维修。今后，我国还将发射“巡天”空间望远镜，它会与“天宫”空间站共轨飞行。长时间运行后，它可根据需求飞往空间站，与“天宫”交会对接。届时，航天员会对其开展推进剂补加、设备维护和载荷设备升级等活动。之后，它会分离，飞回原来的运行轨道继续工作。

我国空间站可根据需要进一步扩展，能够从“T”字构型拓展为“十”字构型，甚至还能拓展成“干”字构型，以此来增加空间站的活动空间。

总之，中国空间站不单是属于中国的空间站，还是能推动人类航天技术进步、给全人类带来福祉的空间站。未来，它有希望获得具备重大科学价值的研究成果以及具备重大战略意义的应用成果。