中国空间站工程总体方案构想.docx

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中国空间站工程总体方案构想

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中国载人航天工程总设计师周建平

编者按：中国载人航天工程办公室主任王兆耀在第64届国际宇航大会上表示，中国航天人将坚持着眼国家整体发展需要，坚定不移地走创新驱动发展道路，持续推进中国载人航天工程的发展，为探索太空、造福人类，作出中国人应有的贡献。以神舟十号载人飞行任务圆满成功为标志，中国载人航天工程全面进入载人空间站工程建设阶段。针对读者关心的下一步，本刊特摘编中国载人航天工程总设计师周建平的论文，以飨读者。

根据中国载人航天工程总设计师周建平在《载人航天》杂志发表的论文，中国空间站包括核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ，通过交会对接和舱体转位组装构成空间站基本构型。空间站采用高度为340千米～450千米的近圆轨道，轨道倾角42°～43°，设计寿命10年，具有通过维护维修延长使用寿命的能力。

空间站由神舟载人飞船完成航天员乘组和部分物资的天地往返运输，由货运飞船运输补给物资，下行销毁废弃物。载人飞船由长征二号F运载火箭在酒泉航天发射场发射，货运飞船由长征七号运载火箭在海南航天发射场发射。由陆海天基测控通信网完成空间站、载人飞船和货运飞船以及相应运载火箭的测控通信。载人飞船仍返回至现有着陆场。

空间站额定乘员3人，可以适应2人或无人值守飞行。建造期间，航天员乘组采用间断方式访问空间站；建造完成后，采用乘组轮换方式，实现航天员长期连续在轨生活和工作，轮换时最大可达6人。配置舱外机械臂等设备，协同航天员完成舱外建造、维护维修，以及舱外载荷操作任务。空间站核心舱和两个实验舱均由长征五号B运载火箭在海南发射场发射。

空间站建造完成后，进入运营和管理阶段。该阶段的主要任务是：开展长期、持续的载人航天活动和空间科学研究、空间应用、技术试验等活动，充分发挥空间站应用效益；根据空间科学研究、空间应用和国际合作的需要，进行空间站扩展和载荷更换；对空间站进行维护维修和评估，延长使用寿命。

基本方案

总体构型

空间站核心舱前端指向飞行方向。核心舱前端设置节点舱，节点舱对地方向和轴向前端各设置1个对接口用于载人飞船与空间站对接和停靠。在核心舱后端轴向设置1个对接口用于货运飞船对接和停靠。节点舱左右方向各设置1个停泊口，分别用于实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ的长期停靠，对天方向设置供出舱活动用的出舱口。

以核心舱为主，统一控制和管理空间站组合体。核心舱的节点舱在空间站建造初期和技术验证阶段兼做气闸舱，在空间站建造完成后，用做备份气闸舱。以核心舱的密封舱为主配置航天员生活设施。核心舱还具有一定的有效载荷实验能力。

实验舱主要用于从事空间科学实验、空间应用和空间技术实验。

实验舱I由密封舱、气闸舱和资源舱构成。密封舱除科学实验外，还用于存放航天员消耗品和补给货物，备份空间站核心舱部分平台功能。

实验舱II由密封舱、多功能巡天光学设施非密封舱和资源舱构成。

空间站建造

空间站三舱基本构型采用对接和转位的方式完成建造。首先，实验舱对接于核心舱节点舱的轴向端口，然后通过舱段转位操作，将其转移到节点舱II、IV象限，与节点舱刚性连接，构成三舱基本构型。实验舱I和II配置交会测量设备、主动式对接机构和转位机构。核心舱节点舱配置被动式对接机构和供舱段转位用的基座，转位过程包括舱段分离、转位、再对接三个过程。实验舱转位主要采用转位机构实现，也可由机械臂操作完成。

在没有类似航天飞机的大型运输工具情况下，利用舱段交会对接和平面转位方式完成积木加局部桁架混合构型大型空间站的组装建造，在货运飞船、航天员和机械臂支持下，可完成类似国际空间站的复杂舱外建造和操作活动。中国空间站总体构型和建造模式区别于和平号空间站和国际空间站，是一种创新的发展思路，是大型空间设施建设的更为经济、合理的建造方式。

空间站环境控制和生命保障

空间站采用再生生命保障系统，实现资源再生利用。再生生命保障系统包括电解制氧、再生式二氧化碳去除、微量有害气体再生式吸收、冷凝水收集与处理、尿液收集与处理等设备。统一由核心舱进行密封舱气体成分、压力、温湿度控制，以及水回收管理、微生物控制和废弃物管理。配置一定数量非再生生保物品，供应急情况下保障维修时使用。

再生生保技术将较好地实现资源再生利用，大幅降低货运保障需求。中国空间站资源再生利用水平要达到与国际空间站相当的技术水平。空间站运营期间，还将发展二氧化碳还原技术和其它生活垃圾处理和再利用技术，进一步提高物资再生循环利用水平和效率。远期还将研究受控生保技术，探索更先进的资源循环利用技术，为载人深空探测和建立月球和火星基地储备技术。

空间站电源

空间站电源系统设计必须确保供电可靠、安全和长寿命，并为开展多领域科学技术实验提供比较充足的供电支持，还具有一定的冗余能力。

空间站电