“問天”“夢天”長啥樣？ “神十四”“神十五”咋工作？
中國空間站建設這些看點值得期待(筑夢“太空之家”——中國空間站建設記?)
本報記者 劉 峣 《 人民日報海外版 》( 2022年04月21日 第 09 版)
隨著神舟十三號航天員乘組順利返回，中國空間站建設由關鍵技術驗證階段轉入建造階段。世界關注的“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射任務？“感覺良好”乘組之后，下一批航天員將帶來什么驚喜？空間科學研究又將產生哪些成果？
6次飛行任務建成空間站
“自2020年以來，我國成功實施了長征五號B運載火箭首飛，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、天舟三號貨運飛船共6次飛行任務，圓滿完成了關鍵技術驗證階段的任務目標。”中國載人航天工程辦公室主任郝淳說。
從今年5月開始，中國空間站建設將進入精彩紛呈的密集發射階段。根據任務安排，中國將在2022年完成空間站的在軌建造，計劃實施6次飛行任務——5月發射天舟四號貨運飛船；6月發射神舟十四號載人飛船；7月發射空間站問天實驗艙；10月發射空間站夢天實驗艙。
“空間站的3個艙段(天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙)將形成T字基本構型，完成中國空間站的在軌建造。”郝淳說，在此之后還將實施天舟五號貨運飛船和神舟十五號載人飛船發射任務。
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”。“三室”指天和核心艙以及問天和夢天實驗艙，“兩廳”則是指神舟載人飛船和天舟貨運飛船。
問天和夢天實驗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總設計師、中國空間技術研究院研究員楊宏介紹，問天實驗艙配置了與核心艙一樣的航天員生活設施，包括3個睡眠區、1個衛生區和廚房等設施，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，問天實驗艙還配置了一個小型機械臂，既可單獨使用，也可以與核心艙的大機械臂組合使用，共同完成航天員出艙、艙外設施照料、巡檢等任務。
夢天實驗艙則配置了貨物氣閘艙和艙外展開試驗平臺。在艙外安裝的科學試驗設備可以通過貨運飛船運送到空間站，再通過貨物氣閘艙把載荷送到艙外，由機械臂或航天員安裝到艙外的平臺上，實現艙外試驗項目不斷更新。
“空間站建造完成后，兩個實驗艙將是航天員在軌主要的工作場所，可以開展空間科學、空間材料、空間醫學以及空間探測等多個領域的試驗。”楊宏說。
楊宏介紹，目前問天實驗艙和夢天實驗艙在地面的研制進展順利。問天實驗艙已完成整艙的集成總裝、測試和大型試驗工作，整裝待發；夢天實驗艙已完成相應的集成總裝和試驗工作，正按計劃推進。
6名航天員將共同在軌駐留
隨著空間站的“擴建”，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會。6名中國航天員在太空“會師”的場景，將創造中國航天的歷史性時刻。
中國載人航天工程航天員系統總設計師、中國航天員科研訓練中心研究員黃偉芬說，按照空間站建造階段的任務安排，執行兩次載人飛行任務的航天員乘組已經選定。“目前，神舟十四號和神舟十五號飛行乘組的身心狀態非常好，正在積極開展相關訓練和任務準備。”黃偉芬說。
據介紹，與神舟十三號乘組一樣，神舟十四號和神舟十五號兩個乘組都將“出差”半年，并首次進行在軌乘組輪換，實現空間站不間斷有人駐留，兩個乘組的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。“這期間要經歷9種組合體構型、5次交會對接、3次分離撤離和2次轉位任務。”黃偉芬說，神舟十四號乘組還將完成首次進駐問天實驗艙和夢天實驗艙，建立載人環境；首次利用氣閘艙實施出艙活動等工作。神舟十五號乘組也計劃實施數次出艙活動任務，對三艙三船最大構型組合體進行運行管理和維護等。
“兩個飛行乘組還將開展科普教育及其他公益活動，按計劃開展數十項在軌科學研究的實驗和工程技術試驗、飛行任務數據資料收集和拍攝；開展在軌健康監測、防護鍛煉、在軌訓練和演練以及大量空間站平臺巡檢測試、設備維護照料、站務和物資管理等工作。”黃偉芬說。
在今年全國兩會上，中國載人航天工程總設計師周建平展望了中國空間站建成的時刻——“屆時，一個由3個艙段、2艘載人飛船和1艘貨運飛船構成的總質量近100噸，乘載了6名航天員，裝載了空間生命和生物科學、材料科學等大量先進實驗裝置的中國空間站將呈現在世人面前。”
未來，會不會有其他國家的航天員造訪中國空間站？郝淳說，中國載人航天的發展始終堅持和平利用、平等互利、共同發展的原則。中國已與世界上多個國家和組織簽署合作協議，開展一系列合作與交流，實施了一系列合作項目，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構建人類命運共同體的一個平臺，和各個國家的航天員、航天科技隊伍一起，不斷探索浩瀚宇宙，造福人類。”郝淳說。
“旗艦型”設施助力空間科學研究
2022年是中國空間站建造的決戰決勝之年，也是中國載人航天工程立項實施30周年。郝淳說，建造中國空間站、建成國家太空實驗室是實現載人航天工程“三步走”戰略的重要目標，也是建設航天強國、科技強國的重要標志。
郝淳介紹，今年完成空間站在軌建造以后，工程將轉入為期10年以上的應用與發展階段。初步計劃是每年發射兩艘載人飛船和兩艘貨運飛船。航天員長期在軌駐留，開展空間科學實驗和技術試驗，并對空間站進行照料和維護。
為進一步提升工程的綜合能力和技術水平，中國還將研制新一代載人運載火箭和新一代載人飛船，返回艙均可實現重復使用。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，我們考慮研發空間站擴展艙段，進一步支持在軌科學實驗，為航天員的工作生活創造更好的條件。”郝淳說。
在空間站應用與發展階段，中國還將利用空間站艙內安排的科學實驗柜和艙外大型載荷設施，開展更大規模的空間研究實驗和新技術試驗。
中國載人航天工程空間應用系統副總設計師、中國科學院空間應用工程與技術中心研究員鐘紅恩介紹，空間應用系統在空間站艙內安排了14臺高水平的科學實驗柜，每臺實驗柜都是一個小型的太空實驗室；空間站艙外安排了3個大型載荷掛點、兩個暴露實驗平臺以及與空間站共軌飛行的巡天空間望遠鏡等“旗艦型”研究設施。
“這些設施將支持開展空間生命科學、微重力物理科學、空間天文和地球科學、空間新技術與應用等多個領域的科學研究，推動我國空間科學研究與應用達到世界領先水平。”鐘紅恩說。
2023年，中國計劃發射首個大型空間巡天望遠鏡，開展廣域巡天觀測，將在宇宙結構形成和演化、暗物質和暗能量、系外行星與太陽系天體等方面開展前沿科學研究，有望取得一批新成果。
“我們還將積極探索載人航天商業化發展模式，吸收社會力量參與空間站建設和運營維護，不斷提升空間站綜合效益，推動載人航天事業高質量發展。”郝淳說。