近日，長征5B遙二運(yùn)載火箭承載著天和一號(hào)核心艙完成了垂直轉(zhuǎn)運(yùn)工作，目前它們正矗立在海南文昌航天發(fā)射場101工位，標(biāo)志著天宮空間站正式進(jìn)入發(fā)射準(zhǔn)備階段。

　　長征5B遙二火箭垂直轉(zhuǎn)運(yùn)核心艙目前已知共有5臺(tái)產(chǎn)品，分別是工藝驗(yàn)證核心艙、浮力水槽訓(xùn)練核心艙、初樣核心艙、正樣核心艙、備份核心艙。

　　工藝驗(yàn)證核心艙工藝驗(yàn)證核心艙曾在第12屆中國國際航空航天博覽會(huì)上首次亮相，浮力水槽訓(xùn)練核心艙用于航天員艙外行走模擬訓(xùn)練。

　　模擬失重水槽訓(xùn)練核心艙初樣核心艙則旨在通過初樣產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造與試驗(yàn)，對(duì)航天器結(jié)構(gòu)與機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行全面鑒定，為正樣產(chǎn)品研制開辟通路。通常情況下初樣產(chǎn)品并不參與正式飛行任務(wù)，但也有例外，比如神舟一號(hào)無人飛船就是初樣產(chǎn)品。

　　2019年9月天和一號(hào)核心艙由初樣轉(zhuǎn)正樣產(chǎn)品研制，至2021年年初通過出廠評(píng)審，正樣產(chǎn)品研制前后用時(shí)不到一年半，正所謂臺(tái)上一分鐘臺(tái)下十年功，這都要?dú)w功于工藝驗(yàn)證艙、初樣核心艙等產(chǎn)品的積累。

　　航天科技五院空間站核心艙總裝廠房備份核心艙有兩個(gè)意圖，首先它是正樣核心艙的備份，正樣核心艙也被稱為“試驗(yàn)核心艙”，經(jīng)過在軌技術(shù)驗(yàn)證評(píng)估各項(xiàng)指標(biāo)，如果沒有問題則直接在軌轉(zhuǎn)正為正式核心艙，如若出現(xiàn)不符合運(yùn)營標(biāo)準(zhǔn)的情況，則備份核心艙經(jīng)過升級(jí)改良后再另起爐灶發(fā)射，成為天宮空間站的新核心艙。

　　第二個(gè)意圖建立在正樣核心艙順利在軌轉(zhuǎn)正的基礎(chǔ)上，作為天宮空間站二期拓展工程核心艙。

　　天宮二期工程：備份核心艙對(duì)接空間站在接下來不到兩年時(shí)間里天宮空間站所屬各艙段、飛船將密集升空，最終我們將建成在軌規(guī)模超110噸的大型載人空間站，那么具體將如何實(shí)施呢？

　　長征5B、長征7號(hào)、長征2F三型運(yùn)載火箭將是天宮空間站建設(shè)與運(yùn)營期間的主力運(yùn)載工具，目前它們正在文昌與酒泉兩座發(fā)射場待命。

　　長征5B、長征7號(hào)、長征2F長征7號(hào)的職責(zé)是發(fā)射天舟號(hào)貨運(yùn)飛船，長征2F則是馳名中外的載人火箭，主要用于發(fā)射神舟號(hào)載人飛船。

　　長征5B是天宮空間站各艙段入軌發(fā)射的專用火箭，它是我國唯一一款一級(jí)半入軌火箭，結(jié)構(gòu)大大簡化，可靠性穩(wěn)步提升，火箭飛行全程無需級(jí)間分離，且只有兩個(gè)分離時(shí)序，即助推器分離與器箭分離，火箭芯一級(jí)將從起飛至入軌打滿全場，工作時(shí)間475秒。

　　若采用國外標(biāo)準(zhǔn)定義，長征5B可被視為單級(jí)入軌火箭，可謂是“一步登天”。

　　去年5月5日，長征5B遙一火箭成功將重達(dá)21.6噸的新一代載人飛船試驗(yàn)船送入預(yù)定軌道，通過實(shí)際飛行任務(wù)驗(yàn)證了該型火箭20噸級(jí)近地軌道運(yùn)載能力，同時(shí)也驗(yàn)證了大型箭體直接入軌的太空剎車技術(shù)。

　　長征5B遙一發(fā)射新一代載人飛船試驗(yàn)船隨著天宮空間站首發(fā)任務(wù)的展開，官方也第一次公開了天和核心艙與長征5B火箭整流罩合罩畫面，類似畫面在新一代載人飛船試驗(yàn)船發(fā)射任務(wù)中也有披露，新飛船在整流罩中有一種殺雞用牛刀之嫌，而核心艙卻能塞滿整個(gè)整流罩。

　　天和核心艙與長征5B火箭整流罩其實(shí)不然，新一代載人飛船試驗(yàn)船雖然尺寸小，但重量卻能與空間站核心艙比肩，這是因?yàn)轱w船服務(wù)艙裝載了更多燃料。核心艙則相反，由于燃料可以在軌加注，因此無需在發(fā)射階段攜帶較多燃料。

　　新一代載人飛船試驗(yàn)船與長征5B整流罩長征5B以及該型火箭的整流罩本身也是為天宮空間站而生，天和核心艙全長16.6米，直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量約22噸，包絡(luò)核心艙的長征5B整流罩則更大，后者高20.5米，直徑5.2米，除了承運(yùn)核心艙，還可以承運(yùn)尺寸更大的問天實(shí)驗(yàn)艙與夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，以及巡天光學(xué)艙。

　　長征5B火箭整流罩天宮空間站的建設(shè)分為“關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證”與“建造”兩大階段，具體任務(wù)安排如下：

　　任務(wù)1：長征5B遙二火箭發(fā)射天和一號(hào)正樣核心艙；

　　任務(wù)2：長征7號(hào)遙三火箭發(fā)射天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與核心艙后端通道對(duì)接；

　　天舟二號(hào)與核心艙后端通道對(duì)接任務(wù)3：長征2F遙十二火箭發(fā)射神舟十二號(hào)載人飛船與核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接；

　　神舟十二號(hào)與節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接神舟十二號(hào)載人飛船靠泊核心艙三個(gè)月后撤離，由此至神舟十三號(hào)任務(wù)實(shí)施前天宮空間站將有一個(gè)短暫的無人值守期。

　　爾后天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船與核心艙后端通道分離，自主機(jī)動(dòng)至核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接，此舉目的有三：

　　①繼天舟一號(hào)之后繼續(xù)驗(yàn)證航天器空間繞飛技術(shù)；

　　天舟號(hào)貨運(yùn)飛船②天和一號(hào)作為空間站長期穩(wěn)定運(yùn)行的中控平臺(tái)有許多冗余配置需要驗(yàn)證，以往很多人都認(rèn)為核心艙只有最接近服務(wù)艙的后端通道具備燃料在軌補(bǔ)加能力，實(shí)際上遠(yuǎn)離服務(wù)艙的前端節(jié)點(diǎn)艙也有燃料在軌補(bǔ)加功能，天舟二號(hào)繞飛與之對(duì)接的目的之一就是驗(yàn)證此項(xiàng)能力；

　　核心艙節(jié)點(diǎn)艙也具備燃料在軌補(bǔ)加功能③驗(yàn)證機(jī)械臂轉(zhuǎn)位對(duì)接技術(shù)，在天宮空間站“建造階段”問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙都將依托此項(xiàng)技術(shù)實(shí)施在軌建造任務(wù)。

　　任務(wù)4：長征7號(hào)遙四火箭發(fā)射天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船與核心艙后端通道對(duì)接，此任務(wù)發(fā)生在天舟二號(hào)機(jī)械臂轉(zhuǎn)位對(duì)接試驗(yàn)與神舟十三號(hào)任務(wù)之前；

　　任務(wù)5：長征2F遙十三火箭發(fā)射神舟十三號(hào)載人飛船，此時(shí)核心艙后端通道有天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船、核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌谟刑熘鄱?hào)貨運(yùn)飛船，空間站屆時(shí)將沒有軸向?qū)涌谟糜谳d人飛船對(duì)接，因此神舟十三號(hào)將執(zhí)行徑向?qū)硬僮?，與核心艙節(jié)點(diǎn)艙側(cè)向?qū)涌趯?duì)接；

　　神舟號(hào)飛船徑向?qū)由裰凼?hào)與核心艙對(duì)接后，將形成一個(gè)由天和一號(hào)核心艙、天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船、天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船、神舟十三號(hào)載人飛船組成的50噸級(jí)大型空間組合體，隨后不久天舟二號(hào)將從空間站撤離。

　　神舟十三號(hào)將在靠泊核心艙六個(gè)月后分離再入返回地球，這將是天宮空間站完成“關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段”工作的標(biāo)志性事件。

　　關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證階段天宮最大規(guī)模構(gòu)型此后天宮空間站將形成第二個(gè)短暫的無人值守期，并為進(jìn)入“在軌建造階段”做好準(zhǔn)備，天舟三號(hào)貨運(yùn)飛船屆時(shí)也將與核心艙后端通道分離，隨后自主繞飛至核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌?，為天舟四?hào)對(duì)接核心艙后端通道騰地。

　　任務(wù)6：長征7號(hào)遙五火箭發(fā)射天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與核心艙后端通道對(duì)接；

　　任務(wù)7：長征2F遙十四火箭發(fā)射神舟十四號(hào)載人飛船，由于此時(shí)核心艙前后兩個(gè)軸向?qū)涌诜謩e靠泊著天舟三號(hào)與天舟四號(hào)兩艘貨運(yùn)飛船，因此該艘載人飛船也需要與核心艙節(jié)點(diǎn)艙側(cè)向?qū)涌趯?duì)接；

　　核心艙節(jié)點(diǎn)艙神舟十四號(hào)與核心艙對(duì)接后不久，靠泊核心艙前端節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌诘奶熘廴?hào)貨運(yùn)飛船將撤離，為即將到來的天宮空間站第二大主體艙段“問天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙”騰地。

　　任務(wù)8：長征5B遙三火箭發(fā)射問天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙與天和一號(hào)核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接；

　　問天實(shí)驗(yàn)艙與核心艙對(duì)接備注：此圖為效果圖，實(shí)際任務(wù)中此刻核心艙應(yīng)當(dāng)有一艘徑向?qū)佑诠?jié)點(diǎn)艙的神舟十四號(hào)載人飛船，以及一艘對(duì)接于核心艙后端通道的天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船。

　　任務(wù)9：天舟四號(hào)與空間站分離后，長征7號(hào)遙六發(fā)射天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船與天和一號(hào)核心艙后端通道對(duì)接；

　　天舟五號(hào)與空間站對(duì)接后不久，問天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙將在轉(zhuǎn)位機(jī)械臂輔助下，由軸向?qū)愚D(zhuǎn)移至節(jié)點(diǎn)艙第4象限停泊口對(duì)接。

　　問天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位對(duì)接任務(wù)10：問天號(hào)完成轉(zhuǎn)位組裝后不久，長征5B遙四火箭發(fā)射夢(mèng)天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙，與核心艙節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接，爾后在轉(zhuǎn)位機(jī)械臂輔助下對(duì)接于節(jié)點(diǎn)艙第2象限停泊口；

　　夢(mèng)天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙轉(zhuǎn)位對(duì)接任務(wù)11：夢(mèng)天號(hào)實(shí)驗(yàn)艙完成轉(zhuǎn)位對(duì)接任務(wù)后長征2F遙十五火箭將發(fā)射神舟十五號(hào)載人飛船與節(jié)點(diǎn)艙軸向?qū)涌趯?duì)接，屆時(shí)天宮空間站將同時(shí)靠泊兩艘載人飛船，組合體規(guī)模達(dá)突破90噸，并驗(yàn)證最大載員能力，航天員在軌規(guī)模達(dá)到6人，此后神舟十四號(hào)載人飛船將從節(jié)點(diǎn)艙側(cè)向?qū)涌诔冯x，空間站經(jīng)過一段時(shí)間的在軌調(diào)試后正式進(jìn)入運(yùn)營階段。

　　在“關(guān)鍵技術(shù)驗(yàn)證”與“建造”兩個(gè)階段任務(wù)中，神舟載人飛船除神舟十二號(hào)在軌駐留3個(gè)月外，其余載人飛船駐留時(shí)間均為6個(gè)月，每艘神舟號(hào)飛船搭載3名航天員，神舟號(hào)載人飛船與天舟貨運(yùn)飛船均為自主對(duì)接。

　　神舟號(hào)載人飛船總裝天和一號(hào)核心艙的厲害之處在于憑一己之力技?jí)簢H空間站星辰號(hào) 曙光號(hào) 團(tuán)結(jié)號(hào)三大艙段，前者同時(shí)擁有后者的軌道控制、空間站控制、生命保障、航天員居住區(qū)、對(duì)接節(jié)點(diǎn)艙、氣閘艙等功能，同時(shí)在航天器對(duì)接次數(shù)、空間機(jī)械臂、電推動(dòng)力補(bǔ)償?shù)裙δ苌嫌钟行峦卣埂?/span>

　　天和核心艙VS國際空間站三大艙段天宮空間站進(jìn)入運(yùn)營階段后將成為國家級(jí)太空實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)也將是集國家間合作、商業(yè)合作等多種合作模式于一體的新平臺(tái)，每年將發(fā)射至少兩艘神舟號(hào)載人飛船，每8個(gè)月發(fā)射一艘天舟貨運(yùn)飛船，同時(shí)正在研制新一代下行貨運(yùn)飛船。

　　載人航天領(lǐng)域天和核心艙率先應(yīng)用電推到2024年還將發(fā)射與空間站共軌運(yùn)行的中國版哈勃空間望遠(yuǎn)鏡“巡天光學(xué)艙”。空間站壽命將瞄準(zhǔn)十五年、二十年等多個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，未來還將籌備天宮二期拓展工程，使組合體規(guī)模達(dá)到180噸級(jí)，綜合科研能力全面反超國際空間站。

　　在推進(jìn)天宮空間站工程的同時(shí)，我們還在同步實(shí)施嫦娥探月四期工程、載人月球工程、火星采樣返回工程、小行星采樣返回工程，回顧人類航天史能同步實(shí)施上述工程的紀(jì)錄是空前的。