中国空间站组装建造过程

2021年4月29日，我国天宫空间站天和核心舱从海南文昌航天发射中心成功发射入轨，标志着我国空间站工程进入任务实施阶段，载人航天空间站时代的大幕已开启。

建造空间站是我国载人航天工程三步走发展战略的最终目标。

天宫空间站的具体任务要求包括以下三点。

(1) 建造以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型，长期在轨可靠运行的空间站。

(2) 为航天员长期在轨健康生活、有效工作提供保障，并在其他系统配合下，保证访问空间站航天员的安全。

(3) 为开展多领域空间科学实验与技术试验提供保障和支持条件。

天宫空间站2021年10月的构型模拟图，其中天和核心舱居中，左右侧为天舟货运飞船，下方为神舟载人飞船。

图源：WIKI/Shujianyang

天宫空间站以三舱构成完整系统统一设计，各舱段的基本情况分别如下。

(1) 天和核心舱

天和核心舱包括节点舱、生活控制舱(含小柱段、大柱段和后端通道)及资源舱三部分，轴向总长16.6 m， 最大直径4.2 m。

节点舱用于舱段连接和飞行器访问，提供1个前向对接口、1个径向对接口和2个侧向停泊口，兼做航天员出舱活动气闸舱，上方设置出舱活动口， 生活控制舱小柱段内设置航天员睡眠区和卫生区，舱外配置大机械臂，两侧安装单自由度太阳电池翼及其驱动机构。资源舱后端配置对接口和物资补给通道。

天和核心舱主要任务是空间站平台的统一管理和控制, 并作为目标飞行器支持来访飞行器交会对接、 转位与停泊。天和核心舱在载人飞船和货运飞船的支持下， 支持乘组长期驻留，为航天员在轨工作和生活提供保障条件，保证航天员安全。提供出舱活动气闸功能，支持航天员出舱，支持开展密封舱内空间科学实验和技术试验。

(2) 问天实验舱 

问天实验舱包括工作舱、气闸舱、资源舱三部分，舱体轴向长度为17.9 m， 舱体最大直径4.2 m， 如图3 所示。配置小机械臂, 在气闸舱和资源舱外布设舱外实验平台， 用于安装舱外实(试)验载荷。尾部采用桁架结构，安装双自由度太阳池翼及其驱动机构。

问天实验舱主要任务是在轨完成与天和核心舱交会对接、舱段转位和停泊， 并作为天和核心舱能源管理系统、信息管理系统、控制系统和载人环境系统等关键平台功能的备份，具备对组合体进行统一管理与控制的能力。保障航天员在轨长期驻留，提供专用气闸舱和应急避难场所，保证航天员安全。为开展密封舱内和舱外空间科学实验和技术试验提供保障条件。

(3) 梦天实验舱 

梦天实验舱包括工作舱、货物气闸舱、载荷舱、 资源舱四部分， 舱体轴向长度为17.9 m， 最大直径4.2 m， 如图4所示。载荷舱外设置展开式载荷实验平台, 发射后在轨展开, 资源舱与问天实验舱基本相同。

梦天实验舱主要任务是在轨完成与天和核心舱交会对接、舱段转位和停泊，为航天员在密封舱内工作提供保障条件, 保证航天员安全。为开展舱内及舱外空间实(试)验提供保障条件，提供货物气闸， 实现载荷与设备自动进出舱。

组装建造过程 

天宫空间站三舱基本构型采用空间交会对接和在轨舱段转位的方式完成建造, 如图5所示，组装建造过程如下: 

第一步: 发射天和核心舱，进行空间站组装建造关键技术在轨验证；

第二步: 发射问天实验舱，与天和核心舱前向对接口交会对接，形成“一”字形两舱组合体; 

第三步: 在梦天实验舱发射前， 将问天实验舱由天和核心舱前向对接口在轨转位至右侧停泊口， 形成L 形两舱组合体; 

第四步: 发射梦天实验舱，与天和核心舱前向对接口交会对接，形成“卜”字形三舱组合体; 

第五步: 将梦天实验舱由天和核心舱前向对接口在轨转位至左侧停泊口，形成T形三舱组合体， 完成天宫空间站基本构型建造。

来源：

[1]天宫空间站关键技术特点综述，——王翔, 王为。

https://doi.org/10.1360/SST-2021-0304 或

https://www.sciengine.com/publisher/scp/journal/SST/doi/10.1360/SST-2021-0304?slug=fulltext

[2] Tiangong space station

https://en.wikipedia.org/wiki/Tiangong_space_station