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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今年 4 月 24 日是第八个“中国航天日”。我们邀请了中国航天科技集团有限公司第五研究院空间站系统总设计师杨宏院士来撰写科普文章。此文章旨在介绍中国空间站的建造以及应用情况。通过这篇文章，能够为读者提供一篇内容翔实、简明扼要且具有权威性的“中国空间站使用说明书”。

——编 者

核心阅读

中国空间站建成了。这标志着我国能够独立掌握近地轨道大型航天器在轨组装建造的技术。也具备了开展空间长期有人类参与科学技术实（试）验的能力。它为持续推动我国空间科学、空间技术的创新发展提供了重要支撑。同时，也为建设航天强国、提升我国在国际载人航天领域的影响力提供了重要支撑。

中国空间站是完全独立自主设计的。三舱各自都有独立的电源系统。三舱各自都有独立的控制系统。三舱各自都有独立的推进系统。三舱各自都有独立的测控系统。通过交会对接以及在轨平面转位来完成组装建造。它与载人飞船、货运飞船等共同构成了百吨级载人空间站。

中国空间站会借助舱内外实（试）验支持设施，持续且有节奏地开展各类科学实验以及技术试验。它能够充分展现出有人参与的优势，实（试）验设施和能力具备可升级性，实（试）验项目也能够进行迭代。以此不断推动我国空间科技实现创新与发展，助力空间科技成果得以推广应用以及转化，为国家经济的高质量发展和国际竞争力的提升贡献力量。

国家领导人表明：建造空间站以及建成国家太空实验室，这是达成我国载人航天工程“三步走”战略的关键目标，同时也是建设科技强国与航天强国的重要引领性工程。2010 年 9 月，中国载人空间站工程正式开始立项并予以实施。全体参研参试人员经过 11 年的不懈努力，我国在 2021 年至 2022 年这两年间组织了 11 次发射，将空间站在轨组装建造完成了。

中国空间站的建成，标志着我国独立掌握了近地轨道大型航天器在轨组装建造技术，具备了开展空间长期有人参与科学技术实（试）验的能力，为不断推动我国空间科学、空间技术的创新发展，为建设航天强国、提升我国在国际载人航天领域的影响力提供了重要支撑。

什么是中国空间站？

中国空间站被取名为“天宫”。这一名字寄托了中华民族对于广袤太空的无尽遐想。同时也表明，中国空间站将会是一个能够长期安全稳定运行，并且适宜居住的太空家园。

中国空间站包含天和核心舱、问天实验舱以及梦天实验舱这三个基本舱段。天和处于中间位置，而问天和梦天则分别处在两侧。空间站设置有前向、径向和后向这 3 个对接口，其中前向用于对接载人飞船等来访的航天器，径向主要是对接载人飞船，后向主要是对接货运飞船。

中国空间站是完全独立自主设计的。三舱各自拥有独立的电源系统、控制系统、推进系统和测控系统。通过交会对接以及在轨平面转位这两种方式来完成组装建造。它与载人飞船、货运飞船等一起构成了百吨级的载人空间站。并且利用信息网络技术，将各航天器的功能与资源融合在一起进行使用。其中，天和核心舱承担着空间站的统一管理与控制工作；问天实验舱进行空间科学实（试）验，并且具备能源管理、信息管理、控制系统以及载人环境等关键功能的备份；梦天实验舱主要是开展空间科学实（试）验；载人飞船负责航天员在天地之间往返的任务；货运飞船负责空间站以及航天员的物资补给、推进剂添加以及废弃物的销毁。

中国空间站有哪些技术特点？

我国载人航天工程按照“三步走”的战略进行。在充分继承前期载人工程技术的基础之上，遵循着“独立自主、创新引领、体系保障、规模适度、留有发展空间”这样的设计原则。发挥新型举国体制的优势来协同攻关，成功突破了一大批关键技术，进而形成了具有鲜明中国特色的空间站方案。其技术特点可归纳为以下六点：

空间站研制从系统任务功能和指标体系开始，进行整体统一设计与系统分解。这样一来，三舱功能既各有侧重，又协调统一，实现了组合体各舱功能和资源的高效融合，提升了整体的可靠性和运行能力。在产品实现方面，系统制定了统一的技术体制，使得产品的通用化率超过 80%，各舱的产品可以相互替换，系统也能够进行重构。

空间站能够兼容神舟载人飞船以及天舟货运飞船的技术体系。这样一来，当飞船与空间站对接之后，就会构成一个有机的整体。并且，这个整体由天和核心舱来进行统一的管理和控制。

空间站采用了中国式建造方案，其中包括“航天器自主交会对接”以及“舱段平面转位”。通过交会对接的方式，能够实现舱段在轨对接。同时，空间站还自主设计了高效且可靠的舱段平面转位方案。这些举措创新了大型航天器在轨组装建造技术。

大面积柔性太阳翼首次被用于整站发电装置，这是高效统一的空间能源技术的一部分。两个实验舱的太阳翼单翼展开长度为 27 米，面积超过 110 平方米。它们设置在组合体远端的舱体尾部，采用双自由度对日定向。这样能确保在“T”字构型组合体的各种飞行姿态下，太阳翼都有良好的太阳照射条件，从而充分发挥其发电效能。

空间站三舱的能量由核心舱来进行统一管理。通过并网系统，能够实现跨舱的动态调配。并且还可以为不同电压体制的来访航天器提供供电方面的支持。

天地一体化空间存在高速信息技术。空间站运用天地一体化的信息与测控高速传输技术，其主要以我国中继卫星系统的天基测控方式来进行，各个舱段的测控通信系统被融合使用，以此提升天地之间的测控、通信以及网络互联的能力和效率。

空间站构建信息系统依靠当代信息技术。各舱的设备、软件以及通信协议都采用了通用化设计。这样就实现了空间站各舱段与来访航天器之间多种信息，如数据、话音、图像等的管理与共享。信息系统由天和核心舱来进行统一控制，而问天实验舱则作为备份。

天和核心舱配置了 1 个 7 自由度的大机械臂，其作业半径接近 10 米；问天实验舱配置了 1 个 7 自由度的小机械臂，作业半径为 5 米。大机械臂和小机械臂既能独立开展工作，又能协同进行工作，还能够级联从而形成组合臂来工作，能够自主地完成载荷照料等多项任务，也可以辅助航天员进行转移和作业。

三舱布置了多个机械臂目标适配器，这些适配器充当“脚印”。大、小机械臂可以凭借这些“脚印”在舱外“爬行”。这样做大幅扩展了机械臂的活动范围，同时也提高了其灵活性。

长期驻留的安全舒适支持技术。空间站在设计建造时秉持以人为本的理念，一方面要保证航天员在轨驻留的安全性与舒适性，另一方面需注重对航天员主观能动性有效发挥的支持，以此充分彰显人在空间站建造与运行过程中的独特作用。

在空间站环境控制与生命保障领域运用物化再生生保技术，达成资源的再生利用目标，从而使水资源和氧气的上行补给量得以大幅降低。经再生处理后，超过 94%的航天员生活污水以及空气冷凝水能够再次被航天员用于日常使用，并且还可用于电解制氧。后续会采用二氧化碳与氢气还原技术，同时也会采用生活垃圾处理与再利用技术，以此来进一步提升物资再生循环利用的水平，并且能够最大限度地降低上行补给量，进而降低运营成本。

空间站为航天员配置了饮水就餐的设施，也配置了个人卫生的设施，还配置了医学检查与监测的设施以及在轨锻炼的设施，并且提供了无线 WiFi 通信功能。引入了地面智能家居和物联网技术，航天员能够通过智能终端实现天地双向视频，能够实现智能家居管理，能够实现报警管理，能够实现医学监测，还能够实现物资管理，从而提高了航天员的生活质量、工作效率以及对整站状态的智能化管理能力。

空间站具备高效能的空间应用保障能力。它能够支持多学科领域的空间科学实（试）验。以标准化资源为主且专用化资源为辅，为应用载荷提供机、电、热和信息接口。还能支持应用载荷在轨轮换更替并开展实（试）验。

密封舱内为载荷提供了 25 个实验机柜空间，这些空间可以在轨进行更换，也可以滚动使用。问天实验舱和梦天实验舱的舱外一共提供了 67 个通用载荷适配器，它们分布在舱外的不同部位，这为开展舱外载荷实（试）验创造了有利条件。梦天实验舱配置了货物气闸舱，它能够与机械臂协同工作，完成舱外载荷自动进出舱的任务，极大地提高了工作效率。

空间站能给载荷提供供电功率，这个功率不小于 12 千瓦；还能提供数据下行能力，此能力不小于每秒 1100 兆字节；并且能提供舱间数据传输速度，速度为每秒万兆字节；同时可支持舱间载荷数据协同处理。

中国空间站将发挥哪些作用？

中国空间站完成三舱组装建造之后，会成为一个有人类参与的进行科学探索与技术创新的国家太空实验室。中国空间站的应用前景主要包含以下 4 个方面：

科学实验与技术试验。中国空间站会借助舱内外实（试）验支持设施，持续且有规律地开展各类科学实验以及技术试验。其研究方向涵盖航天医学、空间生命科学与生物技术、空间天文与天体物理学、空间材料科学、微重力基础物理与燃烧科学、空间地球科学及应用、空间环境与空间物理、航天新技术等。在轨运行时，能够充分展现出有人参与的优势，实（试）验设施和能力可进行升级，实（试）验项目也可不断迭代。通过这些，不断推动我国空间科技的创新与发展，助力空间科技成果的推广应用与转化，为国家经济的高质量发展和国际竞争力的提升贡献力量。

当前中国空间站已在轨道上开展了航天医学方面的试验，开展了物理方面的试验，开展了生物方面的试验，开展了材料方面的试验，开展了天文方面的试验。在国际上首次完成了水稻从种子到种子的全生命周期空间培养实验，完成了我国首次斯特林热电转换技术的在轨试验，并且热电转换效率等综合技术指标达到了国际先进水平。

中国空间站创造了一种运行模式，即长期共轨飞行且能提供短期停靠服务，就像“太空母港”一样。它可作为近地轨道的在轨服务平台，从而开展在轨服务。后续会发射巡天空间望远镜，使其与空间站共轨飞行。巡天空间望远镜是我国首个大口径且大视场的空间天文望远镜。它长期与空间站一同在轨飞行，在短期时会对接停靠，还会进行推进剂的补加，并且由航天员对其设施进行维护等工作。未来将会有更多的共轨航天器与空间站相伴飞行并且作短期停靠。

空间站具备舱段扩展能力和应用支持扩展能力。在现有三舱构型的基础上，前向对接口预留了扩展接口，这使得空间站具备扩展为四舱以及最大为六舱组合体的能力，并且能够支持 180 吨级组合体在轨飞行。

设备采用了维修性设计，能够在轨进行更换和维护。同时，还可以在线升级软件，以此持续提升空间站的技术水平以及对科学技术实（试）验的支持能力。

国际合作。中国空间站秉持“和平利用、平等互利、共同发展”的原则，致力于打造对外开放的科技合作交流平台，为各国提供科学技术实（试）验的契机，也为各国航天员和载荷专家提供在轨飞行的机会。

目前，有 9 个项目已被确定，这些项目来自 17 个国家和 23 个实体。从今年开始，这些项目将陆续进入空间站开展实（试）验。这些项目涉及空间天文学、微重力流体物理与燃烧科学、地球科学、应用新技术、空间生命科学与生物技术等领域。

探索浩瀚宇宙，这是我们的追求之一；发展航天事业，这是我们的重要任务；建设航天强国，这是我们的奋斗目标。我们一直不懈追求着航天梦。中国载人航天工程一直以来都遵循着“三步走”战略，并且走出了一条与我国国情相符合的跨越式发展道路。未来中国空间站会长期在轨运行，它将作为国家太空实验室。我们要把空间站管理好、利用好、发展好。持续开展科学技术研究以及在轨服务。持续推动科技创新和应用成果的产出。着力为国家战略、国计民生以及经济社会发展服务。让载人航天发挥出更大的科学价值和经济价值。我们要将中国空间站打造成一个面向国际社会的科技合作交流平台，并且以开放共享的姿态，为人类和平探索和利用太空贡献中国的力量。

推荐读物

《精神的力量——航天精神引领中华民族探索浩瀚宇宙》这本书是由中国空间技术研究院编写，赵小津担任主编，由人民出版社出版的。

《载人航天器技术》：杨宏等编著；北京理工大学出版社出版。

《中国空间站：我们的太空家园》由郭睿、高芫赫、时光创作；石萌和李浩进行绘制；是湖南科学技术出版社出版的。