神舟十五號與十四號的“太空會師”，6人同住空間站，實際上就是“極限挑戰(zhàn)”，不過在地面同樣的人員已經(jīng)模擬完畢。太空中的中國空間站，實際上只是我們載人航天建造的一部分，在地面1:1伴飛艙已經(jīng)將后續(xù)工作一一預(yù)演。

那么我們到底建造了幾個空間站，它們各自有什么作用？中國空間站究竟能建造成多大？

地面伴飛艙，航天員的“保護傘”

航天員們登陸太空前，在航天員中心要進行一系列的訓(xùn)練，為了熟練掌握各項工作，以后可以舒適地在太空生活。我們建造了兩套等比例空間站。

一套在深水池里，主要模擬太空失重環(huán)境，讓航天員熟練艙外作業(yè)等科目作業(yè)流程和技術(shù)演練；

一套在地面，與太空中的空間站是“雙胞胎”，作為伴飛艙使用，提前演練，為航天員們在太空生活、工作提供實時支持。

“太空會師”前，地面伴飛艙的6名工作人員已經(jīng)提前1-2天，將代謝系統(tǒng)調(diào)成6人狀態(tài)，來實際預(yù)判環(huán)境控制能力什么時候達到頂點，什么時間平衡濃度可能會超限，什么時候啟動非再生系統(tǒng)。

這次太空會師，對電力供應(yīng)，系統(tǒng)協(xié)同，環(huán)控生保系統(tǒng)都提出了最高的要求，為了確保萬無一失，不光地面先行模擬，空間站上面還有備份系統(tǒng)。

而關(guān)系到航天員生活方面的系統(tǒng)，更是有2份再生系統(tǒng)，1份非再生系統(tǒng)，工程上可以保障6人生活10天，實際上設(shè)計可以更長時間。

如果要實現(xiàn)6人長期在軌，也可以通過地面伴飛艙去模擬工作模式然后去設(shè)計。

“載人航天，人命關(guān)天”，保障航天員在軌安全是我們載人航天的最高使命，為了保障航天的生活所必需的氧氣和水，環(huán)控生保系統(tǒng)攻克了國際空間站未能實現(xiàn)的功能。

目前其他回收率100%，尿液、汗液等液體整體水資源回收率83%，這意味著在運載成本高達1萬多美元每公斤的前提下，每年光氧氣和水的補給就能節(jié)約數(shù)十億美元。

不僅是節(jié)約成本，在太空如果沒有水，中國空間站的建造就無從談起。2012年時，我們的空間站技術(shù)尚有10余項關(guān)鍵技術(shù)處于空白期，其中就包括再生系統(tǒng)。

206所承接項目后，白手起家，在嚴密的技術(shù)封鎖下，做出了七八套樣機，數(shù)百輪試驗，終于解決了難題，取得了突破性進展。

2020年3月，再生式環(huán)控生保系統(tǒng)終于完成正樣飛天產(chǎn)品交付，實現(xiàn)了由“補給式”向“再生式”的重大跨越。

2022年，4月29日，天和核心艙在軌運行一周年，環(huán)控生保系統(tǒng)安全生產(chǎn)了365天，精確到秒都沒有任何故障，這意味著我們獨立自主的核心技術(shù)，安全可靠。

這背后是研制團隊的嚴格和苛刻，一個尿處理系統(tǒng)里面軸承研制團隊干了5年，為的就是在強酸強氧化化的環(huán)境下能夠長壽命、低噪音穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

1.5個立方米的規(guī)劃好的空間里，實現(xiàn)尿液回收，就是相當(dāng)于將一個衛(wèi)星微型化工廠裝在空間站，而國際空間站的再生系統(tǒng)，20年來統(tǒng)計的數(shù)據(jù)表明：環(huán)控生保系統(tǒng)在軌故障率高，平均每年22起。

不帶隱患上天，出了故障有預(yù)案。當(dāng)航天員把地球的生活搬上了太空，環(huán)控生保團隊也把航天員的太空生活搬進了空間站地面伴飛艙。

神舟十二號航天員登陸太空前，就在伴飛艙與環(huán)控生保團隊參與了一年多的研制工作。

在軌期間，這套系統(tǒng)也是他最關(guān)注的，與地面系統(tǒng)成功處理過衛(wèi)生間系統(tǒng)的輕微問題。

而執(zhí)行飛天任務(wù)的航天員，不但是飛行工程師，也是科學(xué)家，更是預(yù)備的維修員，他們不但在地面時熟練掌握各個子系統(tǒng)的運營，更會應(yīng)急維修。

地面團隊要做的就是盡量不維修，即便是需要保養(yǎng)、維修，也提前做好預(yù)案，然后天地協(xié)同，快速解決問題。

積木式空間站，可根據(jù)需要擴展

太空會師時，我國的空間站形成最大構(gòu)體“三船+三艙”模式，神舟十五號如果完成出艙任務(wù)后，空間站建造階段即將完成，進入運營階段。

而神舟十五號最重要的任務(wù)就是將核心艙兩側(cè)太陽能板，遷移到夢天和問天實驗艙兩端，以便于以后暴露平臺的運行，以及保障空間站發(fā)電效率。

根據(jù)空間站總指揮王翔表示，未來如果需要，我們可以借助機械臂實現(xiàn)艙段的擴展，實現(xiàn)“十”字形，或者“干”字形，甚至各種造型。

從技術(shù)上說完全不是問題，咱們的控制系統(tǒng)已經(jīng)具備多艙段系統(tǒng)能力，可以在現(xiàn)有三艙構(gòu)型基礎(chǔ)上，預(yù)留了機、電、熱等擴展接口，具備擴展對接3個新艙段，形成約180噸六艙組合體的擴展能力。實驗?zāi)芰χ辽偈?艙規(guī)模的兩倍，超越ISS成為實驗?zāi)芰Φ谝豢臻g站。

此外，天和核心艙在大柱段艙外預(yù)留1個大型載荷掛點的接口，支持在軌安裝大型載荷。問天實驗艙艙外預(yù)留了1個擴展暴露載荷平臺接口和1個大型載荷掛點接口。

拓展方式上也充滿活力，拓展艙段既可以獨立飛行，也可以與空間站連成一體。我們的巡天光學(xué)望遠鏡采用的就是這種“同軌伴飛”模式。

目前，與我國達成合作的已經(jīng)有17個國家，航天五院的空間站系統(tǒng)總指揮王翔還表示：“從我國空間站的最初設(shè)計來說，空間站的前向，可以繼續(xù)發(fā)射對接一個擴展艙段，而這個擴展艙段又可以帶上去一個新的節(jié)點，給后續(xù)的飛行器更多的對接空間?！?strong>

好嘛，這不就是“一條藤上七朵花”的葫蘆娃模式么，還是那句話一切根據(jù)需要，一期工程結(jié)束后，如果“賣票”情況好，咱們將備用艙段發(fā)射上去也未嘗不可。

總之，我們在太空建造了一座空間站，在地面至少也已經(jīng)建造了3個：一個伴飛，一個模擬太空環(huán)境，另外一個備用。還不算其他備用艙段。

正是這種寧愿備而無用，不可有用無備，才讓中國航天一路長虹。