神舟十二號(hào)成功飛天，舉國(guó)歡慶，空間站建設(shè)和我國(guó)的天眼等諸多大型工程一道，構(gòu)成了我國(guó)的大國(guó)重器陣容，具有非常重要的意義。

太空“豪宅”

中國(guó)航天科技集團(tuán)五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師朱光辰曾經(jīng)說過一個(gè)非常形象的比喻：如果神舟飛船是一輛轎車，天宮一號(hào)和天宮二號(hào)就相當(dāng)于一室一廳的房子，而空間站就是三室兩廳還帶儲(chǔ)藏間，算是“豪宅”了。

其實(shí)當(dāng)初在2011年發(fā)射的“天宮一號(hào)”和國(guó)際空間站相比，算是很小的了，給宇航員的活動(dòng)空間也僅僅只有15立方米，就這也比當(dāng)年的神舟7號(hào)那7立方米的空間大不少，但是依然還是顯得比較局促。幸好宇航員的在那里面也就待上幾天就回來了，所以影響不大。

但是這次造空間站就不一樣了，考慮到宇航員要在太空長(zhǎng)時(shí)間的生活，所以這個(gè)“舒適度”怎么說也得提升一下，我國(guó)的航天局一下子把生活空間擴(kuò)展到了110立方米，算是讓我們的航天員結(jié)束了“筒子樓”的時(shí)代，一下子就邁進(jìn)到了“大平層”。

并且這次的設(shè)計(jì)更加的人性化，不僅劃分出了很多的功能區(qū)，還在“私密性”以及“便利性”上下足了功夫，我們的空間站這次可以說是把“人性化”的設(shè)計(jì)理念發(fā)揮到了極致，大的分區(qū)有兩個(gè)，生活區(qū)還有工作區(qū)，僅僅是生活區(qū)就設(shè)立了獨(dú)立的睡眠區(qū)，衛(wèi)生區(qū)，鍛煉區(qū)，甚至連廚房以及餐廳都給配上了，這樣的設(shè)計(jì)方式無疑給我們的航天員大大的提高了太空生活的質(zhì)量。

空間站使命：太空中的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

“空間站的神圣使命是，成為太空中的中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，支持科學(xué)家從事前沿科學(xué)探索、空間技術(shù)研究和空間資源的開發(fā)和利用。最終目的是為全人類造福?！敝芙ㄆ秸f。

?空間站資源十分寶貴，經(jīng)過科學(xué)慎重遴選，空間站上將搭載安裝包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、微重力、流體、燃燒等十余大類的科學(xué)研究實(shí)驗(yàn)設(shè)施。

“材料科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備，能夠利用太空微重力環(huán)境制備新材料，研究材料的空間使用性能。未來很多研究，孕育在新材料的研發(fā)中，具有廣闊工業(yè)價(jià)值。”周建平說，一流的太空實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，將為科學(xué)家們?nèi)〉檬澜缂?jí)的重大突破提供條件保障。

宇宙之眼：比哈勃視場(chǎng)角大300百多倍的巡天望遠(yuǎn)鏡

未來會(huì)單獨(dú)發(fā)射一個(gè)十幾噸的光學(xué)艙，與空間站保持共軌飛行狀態(tài)。計(jì)劃在光學(xué)艙里架設(shè)一套口徑兩米的巡天望遠(yuǎn)鏡，分辨率與哈勃相當(dāng)，視場(chǎng)角是哈勃的300多倍。如果在軌十年，可以對(duì)百分之四十以上的天區(qū)，約一萬七千五百平方度天區(qū)進(jìn)行觀測(cè)。”

這套望遠(yuǎn)鏡，天區(qū)和波段覆蓋廣，像質(zhì)好，將是中國(guó)人的“宇宙之眼”。它可以源源不斷地為科學(xué)家們研究宇宙學(xué)和天文學(xué)提供海量的科學(xué)數(shù)據(jù)，為中國(guó)科學(xué)家站在世界科學(xué)前列、做出重大原創(chuàng)性成果提供有力支撐。

宇宙的構(gòu)成和演化，暗能量、暗物質(zhì)、黑洞的研究……我們期待對(duì)宇宙學(xué)、天文學(xué)的基本問題取得重大突破。

后發(fā)優(yōu)勢(shì)：世界領(lǐng)先的信息系統(tǒng)、太陽翼、機(jī)械臂

?中國(guó)不是最早進(jìn)入宇宙空間的，換一個(gè)角度理解，反而有后發(fā)優(yōu)勢(shì)。近年來，信息技術(shù)、新能源、自動(dòng)化和人工智能技術(shù)的進(jìn)步，將綜合體現(xiàn)在中國(guó)空間站上。

中國(guó)的空間站基于當(dāng)代最新技術(shù)成果設(shè)計(jì)建造，信息化程度更高、能力更強(qiáng)?！坝绕湓谕ㄐ?、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用等方面，我國(guó)的空間站都相當(dāng)先進(jìn)。這也得益于當(dāng)代技術(shù)發(fā)展和國(guó)家科技進(jìn)步

中國(guó)空間站有兩對(duì)‘翅膀’——單翼翼展約30米的柔性太陽翼。它們與雙軸對(duì)日定向機(jī)構(gòu)、高效能鋰離子電池等一起，構(gòu)成了空間站先進(jìn)、強(qiáng)大的電源系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)能夠?yàn)榭臻g站提供可靠、充足的不間斷供電。

目前，地面上太陽能光伏發(fā)電，太陽能到電能的轉(zhuǎn)化率一般在百分之十幾左右。空間站使用最新研發(fā)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)30%以上。

一名航天員在艙內(nèi)操作機(jī)械臂，一名航天員在艙外太空行走。無論是艙段轉(zhuǎn)位、大設(shè)備的移動(dòng)，還是航天員自身的移動(dòng)，都可以通過機(jī)械臂完成?！边@不是科幻片，而是不久將來的現(xiàn)實(shí)?！爸袊?guó)空間站有兩類機(jī)械臂，長(zhǎng)度累計(jì)15米。人機(jī)配合，讓空間站建造維修成為可能。

太空經(jīng)濟(jì)：循環(huán)利用和高效利用

往太空運(yùn)送物資的成本非常高，載人航天的發(fā)展必須把經(jīng)濟(jì)性作為重大、優(yōu)先問題?！斑M(jìn)行物資循環(huán)利用并提高物資循環(huán)利用率，是世界載人航天關(guān)注的重大技術(shù)挑戰(zhàn)問題。

中國(guó)空間站設(shè)計(jì)了完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會(huì)通過冷凝水的方式回收，排泄的尿液也會(huì)回收凈化，重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時(shí)產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學(xué)反應(yīng)重新生成氧氣，這也降低了氧氣的補(bǔ)給需求。

提高單位物質(zhì)的效率是提高經(jīng)濟(jì)性的有效手段。中國(guó)空間站將采用電推進(jìn)技術(shù)作為空間站軌道維持的動(dòng)力裝置，這將顯著降低空間站運(yùn)行期間的推進(jìn)劑補(bǔ)給需求。

我國(guó)也在研究下一代載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展思路，將瞄準(zhǔn)可重復(fù)使用的目標(biāo)，以期進(jìn)一步降低空間運(yùn)輸?shù)某杀?，提高效益?/p>

太空智能家居

我國(guó)在這10年間，發(fā)展最迅速的就要數(shù)無線通訊還有物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)了，所以空間站的設(shè)計(jì)師們，在之前的基礎(chǔ)上不斷地升級(jí)，不僅用上了全新的信息技術(shù)，連“移動(dòng)WIFI”都給你裝上了，所以讓宇航員的核心艙直接升級(jí)到了“智能家居”時(shí)代。

在空間站生活的宇航員，每個(gè)人都配發(fā)了一個(gè)手持終端，這些手持終端上面的APP可以根據(jù)宇航員的要求，設(shè)置各種的模式，什么照明模式，睡眠模式，工作模式，運(yùn)動(dòng)模式，那叫一個(gè)全，甚至艙內(nèi)的燈光都有給宇航員們調(diào)節(jié)情緒的作用，這個(gè)智能化隊(duì)長(zhǎng)也想要一個(gè)。

其實(shí)在設(shè)計(jì)之初，整個(gè)艙內(nèi)的燈光設(shè)置還有溫度環(huán)境，都是設(shè)計(jì)師們親自反復(fù)體驗(yàn)的結(jié)果，這個(gè)過程有多反復(fù)隊(duì)長(zhǎng)就不多說了，只能是為我們的設(shè)計(jì)師大大的點(diǎn)個(gè)贊，他們?yōu)榱宋覈?guó)的航天員長(zhǎng)期駐留太空有一個(gè)舒適的生活體驗(yàn)，可謂是勞心勞力了。

當(dāng)然這個(gè)“智能家居”最貼心的還是能夠?qū)崿F(xiàn)“天地通話”，這樣所有的宇航員都可以和自己的家人“私聊”一會(huì)，以解自己的相思之苦，其實(shí)這個(gè)項(xiàng)目一直都是各國(guó)的航天產(chǎn)業(yè)的“傳統(tǒng)項(xiàng)目”，但是我國(guó)的就比較人性化，給空間站的宇航員們開通了私密語音通道，這樣宇航員們可以和自己的家人說點(diǎn)“悄悄話”也不會(huì)覺得不好意思，畢竟太空生活，短期還能有點(diǎn)新鮮勁，但是長(zhǎng)期的太空生活難免單調(diào)。

和家人分享一下自己的太空生活相比，也是一個(gè)不錯(cuò)的體驗(yàn)，當(dāng)然宇航員之間的通訊就更是簡(jiǎn)單了，有倉內(nèi)WIFI一個(gè)骨傳導(dǎo)耳機(jī)就全解決了，這樣不管他們?cè)诳臻g站的任何位置都可以實(shí)現(xiàn)互相通話或者和地面的動(dòng)畫。

太陽電池翼，收攏后只有一本書的厚度

天和核心艙首次采用了大面積可展收柔性太陽翼，其雙翼展開面積可達(dá)134平方米。這是我國(guó)首次采用柔性太陽翼作為航天器的能量來源。

與傳統(tǒng)剛性、半剛性的太陽電池翼相比，柔性翼全部收攏后只有一本書的厚度，僅為剛性太陽翼的1/15，同時(shí)，展開面積大、功率重量比高，單翼即可為空間站提供9KW的電能，在滿足艙內(nèi)所有設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的同時(shí)，也完全可以保證航天員在空間站中的日常生活。

核心艙作為我國(guó)壽命設(shè)計(jì)要求最長(zhǎng)的一個(gè)飛行器，對(duì)所有產(chǎn)品的長(zhǎng)壽命提出了最高要求。太陽翼作為艙外產(chǎn)品，要面對(duì)的空間環(huán)境極其惡劣，除了需要經(jīng)歷88000次±100℃的高低溫循環(huán)外，還要經(jīng)受低軌環(huán)境中原子氧、等離子體、紫外輻照、電離輻照等多種空間環(huán)境的考驗(yàn)。航天科技集團(tuán)八院805所柔性太陽電池翼研制團(tuán)隊(duì)開展了3年多的方案論證和比較工作，經(jīng)過大量的地面模擬長(zhǎng)壽命測(cè)試。

比如，太陽翼上的張緊機(jī)構(gòu)看似是一根簡(jiǎn)單的鋼絲繩，但其實(shí)是一套恒力彈簧繩索系統(tǒng)，通過它的不斷伸縮才能保證太陽翼在高低溫環(huán)境下的足夠剛度以及姿態(tài)控制。團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)多年攻關(guān)，地面完成了40萬次熱真空疲勞壽命試驗(yàn)、100萬次常溫常壓壽命試驗(yàn)，充分驗(yàn)證了產(chǎn)品的高可靠、長(zhǎng)壽命。

空間機(jī)械臂，六維力傳感器打破國(guó)外壟斷

空間站機(jī)械臂主要承擔(dān)著懸停飛行器捕獲、輔助航天員艙外活動(dòng)、艙外貨物搬運(yùn)、艙體狀態(tài)檢查、載荷照料等重要任務(wù)。由中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司四院44所自主為機(jī)械臂研制了3款傳感器。

其中，六維力傳感器是三款傳感器中結(jié)構(gòu)最為復(fù)雜、研制難度最大的一款，能夠同時(shí)測(cè)量三個(gè)方向上的力分量和轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的力矩分量；一維力傳感器主要負(fù)責(zé)機(jī)械臂末端執(zhí)行器在實(shí)施目標(biāo)抓取和拖動(dòng)功能時(shí)，對(duì)拖動(dòng)力進(jìn)行監(jiān)測(cè)；一維力矩傳感器則用于感知機(jī)械臂關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所承載的力矩，實(shí)現(xiàn)整臂的柔順控制。

三款傳感器產(chǎn)品作為機(jī)械臂進(jìn)行伸縮、扭轉(zhuǎn)、抓握和拖動(dòng)等動(dòng)作時(shí)各關(guān)鍵部位的測(cè)力元件，就像機(jī)械臂的“觸覺神經(jīng)”，能夠?qū)崟r(shí)將力學(xué)參量反饋至機(jī)械臂的“大腦”，為機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制提供重要依據(jù)，使機(jī)械臂具備強(qiáng)大的自由運(yùn)動(dòng)能力。

這三款傳感器產(chǎn)品是航天四院44所歷時(shí)10年打造出的，具備體積小、質(zhì)量輕、空間環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、精度及可靠性高、可在軌穩(wěn)定運(yùn)行15年以上等特點(diǎn)，特別是六維力傳感器作為國(guó)內(nèi)首款、目前唯一一款自主研制的能夠?qū)崿F(xiàn)空間環(huán)境下同時(shí)測(cè)量6個(gè)力和力矩分量并且成功搭載空間站應(yīng)用的傳感器產(chǎn)品，成功打破了國(guó)外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，對(duì)于在該領(lǐng)域進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。

太空廚房

可定量分配常溫水和熱水，濾除銀離子

在太空中，航天員的身體健康狀況尤為重要。在核心艙上，安裝了很多監(jiān)測(cè)航天員身體狀況的醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備。這些產(chǎn)品都是由航天科技集團(tuán)九院771所負(fù)責(zé)研制生產(chǎn)。

例如，常規(guī)醫(yī)監(jiān)設(shè)備可以為航天員在長(zhǎng)期飛行中的生理健康狀態(tài)和功能提供全面有效的醫(yī)學(xué)監(jiān)督和保障；

無線生理信號(hào)檢測(cè)裝置負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)航天員心電、呼吸、體溫；睡眠監(jiān)護(hù)儀能夠采集航天員睡眠時(shí)產(chǎn)生的多路生理信號(hào)，為航天員睡眠質(zhì)量做定期評(píng)價(jià)提供數(shù)據(jù)；

采集航天員常規(guī)心電、運(yùn)動(dòng)心電、動(dòng)態(tài)心電、搶救心電的12導(dǎo)同步心電信號(hào)的動(dòng)態(tài)心電監(jiān)測(cè)儀；

無創(chuàng)血液動(dòng)力學(xué)監(jiān)護(hù)儀能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)航天員一導(dǎo)心電和二導(dǎo)脈搏的無創(chuàng)監(jiān)測(cè)，協(xié)助完成航天員的脈搏量、心排量、外周血管阻力等各項(xiàng)血液動(dòng)力學(xué)參數(shù)的健康監(jiān)督。

此外，為方便航天員長(zhǎng)期飛行中的飲食需求，771所提供了多種太空廚房食品設(shè)備。熱風(fēng)加熱裝置可將航天食品在規(guī)定時(shí)間內(nèi)加熱到適合在軌食用的溫度；

微波加熱裝置則用于加熱非金屬包裝類的食品和飲用水等；

飲水分配器除了加熱日常飲用水，還能定量分配常溫水和熱水，濾除水中的銀離子，保證航天員健康飲水。

中國(guó)空間站與國(guó)際空間站有什么不同？

國(guó)際空間站是目前在軌運(yùn)行最大的空間平臺(tái)，是一個(gè)擁有現(xiàn)代化科研設(shè)備，可開展大規(guī)模、多學(xué)科基礎(chǔ)和應(yīng)用科學(xué)研究的空間實(shí)驗(yàn)室。它的規(guī)模大約有423噸，由美國(guó)、俄羅斯、加拿大、日本等16國(guó)聯(lián)合，先后經(jīng)歷12年建造完成。

航天五院專家表示，中國(guó)空間站由一個(gè)核心艙和兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙組成，在總體規(guī)模上不及國(guó)際空間站，這主要是在建設(shè)思路上按照符合中國(guó)國(guó)情，有所為、有所不為來考慮，綜合當(dāng)前需求和耗費(fèi)等因素，不搞像國(guó)際空間站那么大規(guī)模的空間站，而是采用規(guī)模適度、留有發(fā)展空間的思路，既可以滿足重大科學(xué)研究項(xiàng)目的需要，又同時(shí)具備擴(kuò)展和支持來往飛行器對(duì)接的能力。

中國(guó)空間站由我國(guó)自主建造，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品全部國(guó)產(chǎn)化，部組件全部國(guó)產(chǎn)化，原材料全部國(guó)產(chǎn)化，關(guān)鍵核心元器件100%自主可控。

細(xì)節(jié)方面，國(guó)際空間站的蓄電池初期采用氫鎳蓄電池，后來又經(jīng)歷技術(shù)升級(jí)實(shí)現(xiàn)了鋰電換氫鎳的過程。而中國(guó)空間站從開始就將使用鋰電技術(shù)，從技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上已并列國(guó)際水平。

太陽電池翼作為中國(guó)空間站最大的艙外產(chǎn)品，其在軌具備的重復(fù)展收技術(shù)、整體更換技術(shù)、柔性電纜傳輸技術(shù)都已接近并超越國(guó)際空間站的太陽電池翼的技術(shù)體系。