中国载人航天“三步走”刚走到“一步半”

早在1992年9月21日，我国决定实施载人航天工程，并确定了三步走的发展战略：第一步，发射载人飞船，建成初步配套的试验性载人飞船工程，开展空间应用实验；第二步，在第一艘载人飞船发射成功后，突破载人飞船和空间飞行器的交会对接技术，并利用载人飞船技术改装、发射一个空间实验室，解决有一定规模的、短期有人照料的空间应用问题；第三步，建造载人空间站，解决有较大规模的、长期有人照料的空间应用问题。

图1 中国航天事业“三步走”

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中国载人航天的“三步走”，如今刚走到“一步半”。因为按照“三步走”计划：第一步是航天员上天，“神五”的成功发射完成了“第一步”；第二步要实现多人多天飞行、航天员出舱和太空行走、飞船与空间舱的交会对接等多项任务，并发射短期有人照料的空间实验室，此前“神六”和“神七”完成了前一部分，而天宫一号和“神八”正是要实现后半部分。

实际上，重约8吨的天宫一号就是一个空间实验室的雏形，这个短粗的圆柱体直径比神舟飞船更大，采用实验舱和资源舱两舱构型。后续天宫一号还要和“神八”对接，组成我国航天史上最为复杂的空间机构。据有关专家透露：“尤其两者对接时不但相关各舱室的气体不能泄漏，舱与舱之间要‘天衣无缝’；还要保持平稳，不能剧烈晃荡——这个难度系数，就好比是在时速28000公里前提下的太空‘拧螺丝’。”

“天宫”和“神舟”逐步组成中国空间站

图2 中国载人空间站完成后设想图

图片来源：http://qingbin.sinaapp.com/news/html/20101116/13956.htm

我国载人空间站工程于2010年9月正式启动实施，“神七”以后正逐步进入空间实验室项目研究阶段。有人问，天宫一号上天去干啥？专家指出，天宫一号试验目的很明确，就是突破无人交会对接技术，这是空间站最基本最关键的基础。

继天宫一号发射后，今年底“神八”也会发射上天与之交会对接。据现任国家载人航天办副主任的中国“太空第一人”杨利伟此前透露：计划在2012年前后，发射“神九”和“神十”飞船，并使其完成与天宫一号的无人或有人交会对接。到2016年前，再陆续发射天宫二号、天宫三号两个空间实验室，前者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；后者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。预计到2020年左右，一座重量为60吨级、设计使用寿命为10年的“中国造”大型空间站将出现在环地太空轨道上。

两年的近地轨道维持技术突破

天宫一号虽然设计上主要用于突破掌握交会对接技术，但它本身作为一个8.5吨的庞大空间平台，自然会进行更多的应用。天宫一号和神舟八号都将进行一系列太空科学试验，如中国载人航天领域的第一个国际合作项目，中德联合进行的研究空间微重力生命科学实验的SIMBOX就将由神舟八号带上太空。天宫一号目标飞行器将在约400千米近地轨道进行2年时间的长期飞行，远大于神州飞船6个月设计寿命的轨道舱，它开拓了中国航天器低轨道长寿命飞行的领域，2年的设计飞行寿命如果得以实现的话，将接近苏联礼炮4号空间站的数字。

潜力巨大的低轨道航天平台

天宫一号还将成为一个拥有巨大潜力的低轨道平台，目前已经规划携带上海计物所的60厘米口径碳化硅红外相机用于对地侦察，此外还装备了超光谱离轴成像三反光学系统，在神州六号上的长春光机所实现了400千米高度0.5米分辨率的性能后，上海计物所又会给我们带来什么样的惊喜呢。天宫一号本身具有8.5吨的质量，根据前载人航天工程总设计师王永志文章中提到的信息，天宫目标飞行器和空间实验室的研制成果将成为大型货运飞船和未来空间站实验舱的基础。13吨的货运飞船和天宫飞行器在外观几乎一致，20吨级的实验舱图片发布后更是有人说是货运飞船的放大版。放大为13吨计货运飞船和20吨级实验舱的潜力，预示着天宫一号平台在近地轨道侦察和天文观测上的光明前景。

图3 天宫一号实验舱图解

图片来源：http://roll.sohu.com/20110929/n320903166.shtml

对比美国的同类产品，如果未来我们看到中国的锁眼和哈勃，相信并不会让人感到陌生。其实不论这些，天宫一号的研制为货运飞船和空间站实验舱的研制积累了经验并铺平了道路，它的使用也为后继天宫二号和天宫三号太空实验室的运行积累经验，这已经物有所值。从已有的资料推测，天宫一号目标飞行器的三次对接飞行时间可能都在20天左右，由于神舟飞船设计飞行寿命只有7天，天宫一号的实验将大大延长中国载人飞行时间，进行更久的低轨道长时间飞行，进行研究太空环境对人类的影响等太空生物医学实验。

天宫一号实际上就是中国第一个试验性的空间站，承担着为2020年前后建设大型、多舱段空间站进行技术积累的任务。 尽管总体性能尤其是体积质量不如苏联的礼炮一号更不要说美国的天空实验室，但天宫一号部分性能和设计指标仍有自己的特色，这体现出了中国航天所做出的努力和技术进步。

作为中国迈向太空的重要一步，天宫一号必将成为中国航天的一个里程碑。

资料来源：http://scitech.people.com.cn/GB/15765260.html

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