贾浩楠 明敏 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

刚刚，北京时间4月29日上午11时23分，中国空间站核心舱“天和”，搭乘长征五号B 遥二运载火箭，从海南文昌发射场发射升空！

“天和”成功升空，标志中国天宫”空间站正式开启了为期两年的建设之路。

中国首个空间站、同时极有可能成为人类未来10-15年中唯一在轨运行的空间站，它的首次发射任务，有哪些不容错过的精彩瞬间？背后又有哪些硬核背景知识？

飞行500秒，成功“到站下车”

发射前夕和发射过程中，直播画面传来最多的一句话是“XX正常！”

11时23分，火箭点火升空。

△直播画面来自央视新闻

飞行4-5秒后，整个火箭很快进入厚重的云层，地面摄像机便捕捉不到画面了，只能靠舰体上的摄像机传回实时情况：

升空飞行大约170秒后，一级火箭任务完成，主动脱离舰体：

△直播视频信号稍有卡顿

此时，开始由火箭芯级发动机继续推动火箭升空入轨。

升空220秒后左右，之前一直在整个火箭顶端保护航天器、承受高温摩擦和气压巨变的整流罩，也主动分离：

升空493秒，芯级发动机成功脱离：

到这一步，就标志着发射任务中，各级火箭的任务完成，“天和”核心舱成功进入轨道！

央视直播中用了一个很形象的比喻：到站下车。

当大家看到这些文字时，天和已经成功展开了中继天线和柔性太阳能电池板，开始在340-450公里的近地轨道运行，等待空间站其他部分对接汇合。

中国的空间站

中国空间站总体构型是 3 个舱段，包括“天和”核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱 Ⅱ，每个舱都是 20 吨级，整体呈 T 字构型，可在轨运营 10 年以上。

“天和”核心舱是中国空间站的关键舱段，就好比是树干，其他的舱段都会连接在它的接口上，像树枝一样不断向外延伸。

“天和”核心舱全长 16.6 米，最大直径 4.2 米，发射质量 22.5 吨，有五个对接口，可以对接一艘货运飞船、两艘载人飞船和两个实验舱，另有一个供航天员出舱活动的出舱口，是未来空间站的管理和控制中心。
   

空间站将建近地轨道上，轨道高度340-450公里。

核心舱在设计上较过去有了很大突破，供航天员工作生活的空间约 50 立方米，未来加上两个实验舱后，整体能够达到 110 立方米，，可实现3人长期驻留、6人短期驻留。

除此之外，未来会单独发射一个十几吨的光学舱，与空间站保持共轨飞行状态。

光学舱中，计划架设一套口径两米的巡天望远镜，分辨率与哈勃相当，视场角是哈勃的 300 多倍。如果在轨十年，可以对百分之四十以上的天区，约一万七千五百平方度天区进行观测。

对了，这次送核心舱“天和”上天的火箭，是大家熟知的“胖五”的最新改型长征五号B运载火箭，近地轨道运载能力25吨级。

表面上来看，长征五号B比长征五号要少一个二级火箭，但并不是简单地做“减法”。

长征五号B火箭与长征五号火箭共享了芯一级和助推器的大部分关键技术，同时还有新的两大技术保障——大推力直接入轨技术和大直径舱箭分离技术。

级数少了，运载能力却不低。

目前，在长征火箭家族中，共有三型火箭参与到我国载人空间站工程中。它们被称为空间站建设中的“三剑客”。

除了发射空间站主体的长五B，还有长征七号运载火箭，主要用于发射“天舟”货运飞船，为空间站和宇航员运送物资。

而长征二号F运载火箭，是托举神舟号载人飞船的“专用”火箭，是长征系列中“最可靠”的火箭之一，目前成功率达到100%。

为什么我们需要空间站

与载人飞船和已经退役的航天飞机不同，空间站最大的特点是能够满足人类长期驻扎太空的需要。

其必备的系统设备包括加压舱室、电力供应系统、生命支持系统等。基于这些配置，空间站可以满足科学研究以及太空旅游等多种用途。

而中国的空间站设计在轨运行10年以上，已规划密封舱内的科学实验柜、舱外暴露实验平台等，支持在轨实施空间科学、空间生命科学与生物技术、微重力基础物理、空间材料科学等众多领域的科学研究和应用项目。

一般来讲，小型空间站是完全组装后发射的，但较大的空间站分成模块送上太空，在轨道上组装。为了最有效地利用运载工具，空间站通常是空着发射的，而航天员则乘坐不同的运载工具跟随升空。

因此，一个空间站的运作需要一个运输系统来运送人员和设备，并补充推进剂、空气、水、食物，以及其他在日常运作中消耗的物品。

今年将运送航天员上天

2021-2022年间，中国的空间站任务，将密集发射11次，包括空间站后续舱段，载人任务等等。

其中具体包括 3 次空间站舱段发射，4 次货运飞船以及 4 次载人飞船发射，于 2022 年完成空间站在轨建造，实现中国载人航天工程三步走发展战略第三步的任务目标。

今年6月起，将发射天舟货运飞船，和神舟12号载人运载火箭。

人类目前只有一个国际空间站在轨运行，且服役超过20年，计划在2025年退役，延期服役最晚不超过2028年。

而且，美国尚无公开的空间站建设计划，俄罗斯的空间站计划也遥不可期。

所以，未来10-15年内，中国“天宫”极有可能将成为人类唯一在轨运行空间站。

参考链接：
[1]http://www.xinhuanet.com/politics/2021-04/29/c_1127389402.htm
[2]https://new.qq.com/omn/20210427/20210427A0F08I00.html