中國空間站T字構(gòu)型示意圖 圖片來源：中國航天科技集團(tuán)

隨著神舟十三號航天員乘組順利返回，中國空間站建設(shè)由關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段轉(zhuǎn)入建造階段。世界關(guān)注的“天宮”空間站“完全體”將在今年亮相。

中國空間站建造階段還有哪些發(fā)射任務(wù)？“感覺良好”乘組之后，下一批航天員將帶來什么驚喜？空間科學(xué)研究又將產(chǎn)生哪些成果？

6次飛行任務(wù)建成空間站

“自2020年以來，我國成功實(shí)施了長征五號B運(yùn)載火箭首飛，空間站天和核心艙，神舟十二號、神舟十三號載人飛船，天舟二號、天舟三號貨運(yùn)飛船共6次飛行任務(wù)，圓滿完成了關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段的任務(wù)目標(biāo)?！敝袊d人航天工程辦公室主任郝淳說。

從今年5月開始，中國空間站建設(shè)將進(jìn)入精彩紛呈的密集發(fā)射階段。根據(jù)任務(wù)安排，中國將在2022年完成空間站的在軌建造，計(jì)劃實(shí)施6次飛行任務(wù)——5月發(fā)射天舟四號貨運(yùn)飛船；6月發(fā)射神舟十四號載人飛船；7月發(fā)射空間站問天實(shí)驗(yàn)艙；10月發(fā)射空間站夢天實(shí)驗(yàn)艙。

“空間站的3個(gè)艙段（天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢天實(shí)驗(yàn)艙）將形成T字基本構(gòu)型，完成中國空間站的在軌建造?！焙麓菊f，在此之后還將實(shí)施天舟五號貨運(yùn)飛船和神舟十五號載人飛船發(fā)射任務(wù)。

曾有航天專家比喻，中國空間站就像一座三室兩廳還帶儲藏間的“豪宅”?！叭摇敝柑旌秃诵呐撘约皢柼旌蛪籼鞂?shí)驗(yàn)艙，“兩廳”則是指神舟載人飛船和天舟貨運(yùn)飛船。

問天和夢天實(shí)驗(yàn)艙入軌并與核心艙對接后，將拓展航天員在軌的工作和生活空間。中國載人航天工程空間站系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、中國空間技術(shù)研究院研究員楊宏介紹，問天實(shí)驗(yàn)艙配置了與核心艙一樣的航天員生活設(shè)施，包括3個(gè)睡眠區(qū)、1個(gè)衛(wèi)生區(qū)和廚房等設(shè)施，可以與核心艙一起支持兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活。此外，問天實(shí)驗(yàn)艙還配置了一個(gè)小型機(jī)械臂，既可單獨(dú)使用，也可以與核心艙的大機(jī)械臂組合使用，共同完成航天員出艙、艙外設(shè)施照料、巡檢等任務(wù)。

夢天實(shí)驗(yàn)艙則配置了貨物氣閘艙和艙外展開試驗(yàn)平臺。在艙外安裝的科學(xué)試驗(yàn)設(shè)備可以通過貨運(yùn)飛船運(yùn)送到空間站，再通過貨物氣閘艙把載荷送到艙外，由機(jī)械臂或航天員安裝到艙外的平臺上，實(shí)現(xiàn)艙外試驗(yàn)項(xiàng)目不斷更新。

“空間站建造完成后，兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙將是航天員在軌主要的工作場所，可以開展空間科學(xué)、空間材料、空間醫(yī)學(xué)以及空間探測等多個(gè)領(lǐng)域的試驗(yàn)?！睏詈暾f。

楊宏介紹，目前問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙在地面的研制進(jìn)展順利。問天實(shí)驗(yàn)艙已完成整艙的集成總裝、測試和大型試驗(yàn)工作，整裝待發(fā)；夢天實(shí)驗(yàn)艙已完成相應(yīng)的集成總裝和試驗(yàn)工作，正按計(jì)劃推進(jìn)。

6名航天員將共同在軌駐留

隨著空間站的“擴(kuò)建”，神舟十四號和神舟十五號乘組的6名航天員將有共同在軌駐留的機(jī)會(huì)。6名中國航天員在太空“會(huì)師”的場景，將創(chuàng)造中國航天的歷史性時(shí)刻。

中國載人航天工程航天員系統(tǒng)總設(shè)計(jì)師、中國航天員科研訓(xùn)練中心研究員黃偉芬說，按照空間站建造階段的任務(wù)安排，執(zhí)行兩次載人飛行任務(wù)的航天員乘組已經(jīng)選定。“目前，神舟十四號和神舟十五號飛行乘組的身心狀態(tài)非常好，正在積極開展相關(guān)訓(xùn)練和任務(wù)準(zhǔn)備。”黃偉芬說。

據(jù)介紹，與神舟十三號乘組一樣，神舟十四號和神舟十五號兩個(gè)乘組都將“出差”半年，并首次進(jìn)行在軌乘組輪換，實(shí)現(xiàn)空間站不間斷有人駐留，兩個(gè)乘組的6名航天員將共同在軌駐留5—10天。

其中，神舟十四號乘組將參與和見證中國空間站從單艙組合體逐步建成三艙組合體的飛行狀態(tài)。“這期間要經(jīng)歷9種組合體構(gòu)型、5次交會(huì)對接、3次分離撤離和2次轉(zhuǎn)位任務(wù)。”黃偉芬說，神舟十四號乘組還將完成首次進(jìn)駐問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙，建立載人環(huán)境；首次利用氣閘艙實(shí)施出艙活動(dòng)等工作。神舟十五號乘組也計(jì)劃實(shí)施數(shù)次出艙活動(dòng)任務(wù)，對三艙三船最大構(gòu)型組合體進(jìn)行運(yùn)行管理和維護(hù)等。

“兩個(gè)飛行乘組還將開展科普教育及其他公益活動(dòng)，按計(jì)劃開展數(shù)十項(xiàng)在軌科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)試驗(yàn)、飛行任務(wù)數(shù)據(jù)資料收集和拍攝；開展在軌健康監(jiān)測、防護(hù)鍛煉、在軌訓(xùn)練和演練以及大量空間站平臺巡檢測試、設(shè)備維護(hù)照料、站務(wù)和物資管理等工作?！秉S偉芬說。

在今年全國兩會(huì)上，中國載人航天工程總設(shè)計(jì)師周建平展望了中國空間站建成的時(shí)刻——“屆時(shí)，一個(gè)由3個(gè)艙段、2艘載人飛船和1艘貨運(yùn)飛船構(gòu)成的總質(zhì)量近100噸，乘載了6名航天員，裝載了空間生命和生物科學(xué)、材料科學(xué)等大量先進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置的中國空間站將呈現(xiàn)在世人面前?！?/p>

未來，會(huì)不會(huì)有其他國家的航天員造訪中國空間站？郝淳說，中國載人航天的發(fā)展始終堅(jiān)持和平利用、平等互利、共同發(fā)展的原則。中國已與世界上多個(gè)國家和組織簽署合作協(xié)議，開展一系列合作與交流，實(shí)施了一系列合作項(xiàng)目，取得了一大批研究成果。

“我們愿意把中國空間站打造成推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的一個(gè)平臺，和各個(gè)國家的航天員、航天科技隊(duì)伍一起，不斷探索浩瀚宇宙，造福人類?！焙麓菊f。

“旗艦型”設(shè)施助力空間科學(xué)研究

2022年是中國空間站建造的決戰(zhàn)決勝之年，也是中國載人航天工程立項(xiàng)實(shí)施30周年。郝淳說，建造中國空間站、建成國家太空實(shí)驗(yàn)室是實(shí)現(xiàn)載人航天工程“三步走”戰(zhàn)略的重要目標(biāo)，也是建設(shè)航天強(qiáng)國、科技強(qiáng)國的重要標(biāo)志。

郝淳介紹，今年完成空間站在軌建造以后，工程將轉(zhuǎn)入為期10年以上的應(yīng)用與發(fā)展階段。初步計(jì)劃是每年發(fā)射兩艘載人飛船和兩艘貨運(yùn)飛船。航天員長期在軌駐留，開展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)和技術(shù)試驗(yàn)，并對空間站進(jìn)行照料和維護(hù)。

為進(jìn)一步提升工程的綜合能力和技術(shù)水平，中國還將研制新一代載人運(yùn)載火箭和新一代載人飛船，返回艙均可實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用。其中，新一代載人飛船可搭載7名航天員，載荷能力也將大幅度提高。

“同時(shí)，我們考慮研發(fā)空間站擴(kuò)展艙段，進(jìn)一步支持在軌科學(xué)實(shí)驗(yàn)，為航天員的工作生活創(chuàng)造更好的條件?！焙麓菊f。

在空間站應(yīng)用與發(fā)展階段，中國還將利用空間站艙內(nèi)安排的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜和艙外大型載荷設(shè)施，開展更大規(guī)模的空間研究實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)。

中國載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用工程與技術(shù)中心研究員鐘紅恩介紹，空間應(yīng)用系統(tǒng)在空間站艙內(nèi)安排了14臺高水平的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，每臺實(shí)驗(yàn)柜都是一個(gè)小型的太空實(shí)驗(yàn)室；空間站艙外安排了3個(gè)大型載荷掛點(diǎn)、兩個(gè)暴露實(shí)驗(yàn)平臺以及與空間站共軌飛行的巡天空間望遠(yuǎn)鏡等“旗艦型”研究設(shè)施。

“這些設(shè)施將支持開展空間生命科學(xué)、微重力物理科學(xué)、空間天文和地球科學(xué)、空間新技術(shù)與應(yīng)用等多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)研究，推動(dòng)我國空間科學(xué)研究與應(yīng)用達(dá)到世界領(lǐng)先水平?！辩娂t恩說。

2023年，中國計(jì)劃發(fā)射首個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡，開展廣域巡天觀測，將在宇宙結(jié)構(gòu)形成和演化、暗物質(zhì)和暗能量、系外行星與太陽系天體等方面開展前沿科學(xué)研究，有望取得一批新成果。

“我們還將積極探索載人航天商業(yè)化發(fā)展模式，吸收社會(huì)力量參與空間站建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)，不斷提升空間站綜合效益，推動(dòng)載人航天事業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。”郝淳說。