近日，長征5B遙二運載火箭承載著天和一號核心艙完成了垂直轉(zhuǎn)運工作，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入發(fā)射準(zhǔn)備階段。

　　長征5B遙二火箭垂直轉(zhuǎn)運核心艙目前已知共有5臺產(chǎn)品，分別是工藝驗證核心艙、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。

　　工藝驗證核心艙工藝驗證核心艙曾在第12屆中國國際航空航天博覽會上首次亮相，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、制造與試驗，對航天器結(jié)構(gòu)與機構(gòu)的設(shè)計進行全面鑒定，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，比如神舟一號無人飛船就是初樣產(chǎn)品。

　　2019年9月天和一號核心艙由初樣轉(zhuǎn)正樣產(chǎn)品研制，至2021年年初通過出廠評審，正樣產(chǎn)品研制前后用時不到一年半，正所謂臺上一分鐘臺下十年功，這都要歸功于工藝驗證艙、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“試驗核心艙”，經(jīng)過在軌技術(shù)驗證評估各項指標(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)不符合運營標(biāo)準(zhǔn)的情況，則備份核心艙經(jīng)過升級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：備份核心艙對接空間站在接下來不到兩年時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，那么具體將如何實施呢？

　　長征5B、長征7號、長征2F三型運載火箭將是天宮空間站建設(shè)與運營期間的主力運載工具，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、長征2F長征7號的職責(zé)是發(fā)射天舟號貨運飛船，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間分離，且只有兩個分離時序，即助推器分離與器箭分離，火箭芯一級將從起飛至入軌打滿全場，工作時間475秒。

　　若采用國外標(biāo)準(zhǔn)定義，長征5B可被視為單級入軌火箭，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21.6噸的新一代載人飛船試驗船送入預(yù)定軌道，通過實際飛行任務(wù)驗證了該型火箭20噸級近地軌道運載能力，同時也驗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整流罩。

　　天和核心艙與長征5B火箭整流罩其實不然，新一代載人飛船試驗船雖然尺寸小，但重量卻能與空間站核心艙比肩，這是因為飛船服務(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，除了承運核心艙，還可以承運尺寸更大的問天實驗艙與夢天實驗艙，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)射天和一號正樣核心艙；

　　任務(wù)2：長征7號遙三火箭發(fā)射天舟二號貨運飛船與核心艙后端通道對接；

　　天舟二號與核心艙后端通道對接任務(wù)3：長征2F遙十二火箭發(fā)射神舟十二號載人飛船與核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌趯樱?/span>

　　神舟十二號與節(jié)點艙軸向?qū)涌趯由裰凼栞d人飛船靠泊核心艙三個月后撤離，由此至神舟十三號任務(wù)實施前天宮空間站將有一個短暫的無人值守期。

　　爾后天舟二號貨運飛船與核心艙后端通道分離，自主機動至核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌趯樱伺e目的有三：

　?、倮^天舟一號之后繼續(xù)驗證航天器空間繞飛技術(shù)；

　　天舟號貨運飛船②天和一號作為空間站長期穩(wěn)定運行的中控平臺有許多冗余配置需要驗證，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加能力，實際上遠離服務(wù)艙的前端節(jié)點艙也有燃料在軌補加功能，天舟二號繞飛與之對接的目的之一就是驗證此項能力；

　　核心艙節(jié)點艙也具備燃料在軌補加功能③驗證機械臂轉(zhuǎn)位對接技術(shù)，在天宮空間站“建造階段”問天實驗艙、夢天實驗艙都將依托此項技術(shù)實施在軌建造任務(wù)。

　　任務(wù)4：長征7號遙四火箭發(fā)射天舟三號貨運飛船與核心艙后端通道對接，此任務(wù)發(fā)生在天舟二號機械臂轉(zhuǎn)位對接試驗與神舟十三號任務(wù)之前；

　　任務(wù)5：長征2F遙十三火箭發(fā)射神舟十三號載人飛船，此時核心艙后端通道有天舟三號貨運飛船、核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌谟刑熘鄱栘涍\飛船，空間站屆時將沒有軸向?qū)涌谟糜谳d人飛船對接，因此神舟十三號將執(zhí)行徑向?qū)硬僮鳎c核心艙節(jié)點艙側(cè)向?qū)涌趯樱?/span>

　　神舟號飛船徑向?qū)由裰凼柵c核心艙對接后，將形成一個由天和一號核心艙、天舟二號貨運飛船、天舟三號貨運飛船、神舟十三號載人飛船組成的50噸級大型空間組合體，隨后不久天舟二號將從空間站撤離。

　　神舟十三號將在靠泊核心艙六個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)驗證階段”工作的標(biāo)志性事件。

　　關(guān)鍵技術(shù)驗證階段天宮最大規(guī)模構(gòu)型此后天宮空間站將形成第二個短暫的無人值守期，并為進入“在軌建造階段”做好準(zhǔn)備，天舟三號貨運飛船屆時也將與核心艙后端通道分離，隨后自主繞飛至核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌?，為天舟四號對接核心艙后端通道騰地。

　　任務(wù)6：長征7號遙五火箭發(fā)射天舟四號貨運飛船與核心艙后端通道對接；

　　任務(wù)7：長征2F遙十四火箭發(fā)射神舟十四號載人飛船，由于此時核心艙前后兩個軸向?qū)涌诜謩e靠泊著天舟三號與天舟四號兩艘貨運飛船，因此該艘載人飛船也需要與核心艙節(jié)點艙側(cè)向?qū)涌趯樱?/span>

　　核心艙節(jié)點艙神舟十四號與核心艙對接后不久，靠泊核心艙前端節(jié)點艙軸向?qū)涌诘奶熘廴栘涍\飛船將撤離，為即將到來的天宮空間站第二大主體艙段“問天號實驗艙”騰地。

　　任務(wù)8：長征5B遙三火箭發(fā)射問天號實驗艙與天和一號核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌趯樱?/span>

　　問天實驗艙與核心艙對接備注：此圖為效果圖，實際任務(wù)中此刻核心艙應(yīng)當(dāng)有一艘徑向?qū)佑诠?jié)點艙的神舟十四號載人飛船，以及一艘對接于核心艙后端通道的天舟四號貨運飛船。

　　任務(wù)9：天舟四號與空間站分離后，長征7號遙六發(fā)射天舟五號貨運飛船與天和一號核心艙后端通道對接；

　　天舟五號與空間站對接后不久，問天號實驗艙將在轉(zhuǎn)位機械臂輔助下，由軸向?qū)愚D(zhuǎn)移至節(jié)點艙第4象限停泊口對接。

　　問天號實驗艙轉(zhuǎn)位對接任務(wù)10：問天號完成轉(zhuǎn)位組裝后不久，長征5B遙四火箭發(fā)射夢天號實驗艙，與核心艙節(jié)點艙軸向?qū)涌趯?，爾后在轉(zhuǎn)位機械臂輔助下對接于節(jié)點艙第2象限停泊口；

　　夢天號實驗艙轉(zhuǎn)位對接任務(wù)11：夢天號實驗艙完成轉(zhuǎn)位對接任務(wù)后長征2F遙十五火箭將發(fā)射神舟十五號載人飛船與節(jié)點艙軸向?qū)涌趯樱瑢脮r天宮空間站將同時靠泊兩艘載人飛船，組合體規(guī)模達突破90噸，并驗證最大載員能力，航天員在軌規(guī)模達到6人，此后神舟十四號載人飛船將從節(jié)點艙側(cè)向?qū)涌诔冯x，空間站經(jīng)過一段時間的在軌調(diào)試后正式進入運營階段。

　　在“關(guān)鍵技術(shù)驗證”與“建造”兩個階段任務(wù)中，神舟載人飛船除神舟十二號在軌駐留3個月外，其余載人飛船駐留時間均為6個月，每艘神舟號飛船搭載3名航天員，神舟號載人飛船與天舟貨運飛船均為自主對接。

　　神舟號載人飛船總裝天和一號核心艙的厲害之處在于憑一己之力技壓國際空間站星辰號 曙光號 團結(jié)號三大艙段，前者同時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)、對接節(jié)點艙、氣閘艙等功能，同時在航天器對接次數(shù)、空間機械臂、電推動力補償?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入運營階段后將成為國家級太空實驗室，同時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，每年將發(fā)射至少兩艘神舟號載人飛船，每8個月發(fā)射一艘天舟貨運飛船，同時正在研制新一代下行貨運飛船。

　　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)射與空間站共軌運行的中國版哈勃空間望遠鏡“巡天光學(xué)艙”。空間站壽命將瞄準(zhǔn)十五年、二十年等多個時間節(jié)點，未來還將籌備天宮二期拓展工程，使組合體規(guī)模達到180噸級，綜合科研能力全面反超國際空間站。

　　在推進天宮空間站工程的同時，我們還在同步實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施上述工程的紀(jì)錄是空前的。