光明日報記者 張蕾 光明日報通訊員 潘晨

　　11月1日淩晨，隨著夢天實驗艙與(yu) 天和核心艙、問天實驗艙在太空緊緊相擁，中國空間站在軌建造階段的最後一個(ge) 艙段，配齊。

　　獨具特色、渾然天成的中國空間站係統總體(ti) 設計，是對我國航天器係統設計的又一次創新跨越，閃耀著中國智慧，昭顯了匠心之美。下麵，就讓記者帶您走進抓總設計研製空間站係統的中國航天科技集團有限公司第五研究院（以下簡稱“航天科技集團五院”），一探究竟。

　　　“立足當下、著眼長遠”的戰略觀

　　“結果源自開頭，起點通往終點”，航天科技集團五院空間站係統總指揮王翔認為(wei) ，對於(yu) 係統工程實踐來說，科學思想先於(yu) 工程實踐——而這，正反映了我國建設空間站“立足當下、著眼長遠”的戰略觀。

　　“必須獨立自主，靠中國人自己的力量建成空間站！”航天科技集團五院空間站係統總設計師楊宏堅定地表示，“要依靠自立自強打破封鎖，通過增強頂層設計，瞄準前沿係統謀劃，提出適合我國國情的組裝建造方案。”為(wei) 此，他帶領總體(ti) 設計團隊，秉持“1+N=1”的設計理念，以“規模適度、留有發展空間”為(wei) 設計思路，踏上了巧思釋放、活力湧流的設計之旅。最終，他們(men) 創造性地提出“利用艙段交會(hui) 對接和轉位機械臂進行平麵轉位、研製大型組合機械臂並與(yu) 航天員協同進行艙外大型設施構建”的方案。這一獨具特色的總體(ti) 設計方案，可以使我國在沒有航天飛機等大型運輸工具的情況下，完成積木加桁架混合構型的大型空間站在軌組裝建造。

　　從(cong) 理想走向現實，需要科學、統一的技術體(ti) 製有力地組織。於(yu) 是，“一個(ge) 係統總體(ti) 、三個(ge) 艙段總體(ti) 加上一套專(zhuan) 業(ye) 分係統團隊”的工程組織架構如宏偉(wei) 的建築拔地而起，輔以“整體(ti) 統一”管理（天和、問天、夢天三個(ge) 艙段通用化率達80%），不僅(jin) 促進了空間站係統的方案優(you) 化，還令係統設計與(yu) 工程管理深度融合，相得益彰。

　　在天和核心艙與(yu) 問天實驗艙組合形成L形後，夢天實驗艙的就位，使三艙構成一個(ge) 可靠的T字形組合體(ti) ，成為(wei) 空間站的基本部分，為(wei) 後續擴展巡天光學艙等艙段奠定堅實的基礎。未來，中國空間站還能夠在機械臂的輔助下繼續組裝，形成“十”字形、“幹”字形等擴展構型。

　　在王翔看來，變化的過程和結果都源自設計，“萬(wan) 變而不離其宗”。

　　　“天-地-人”和諧共處的整體(ti) 觀

　　中國人講求“天地人和”，把整個(ge) 宇宙看作一個(ge) 大係統。這樣的智慧，在空間站係統的總體(ti) 設計中體(ti) 現得淋漓盡致。通過在眾(zhong) 多約束條件下創造最大價(jia) 值的總體(ti) 設計，讓天、地、人三大要素融為(wei) 相輔相成的有機整體(ti) 。

　　先看天上。組成空間站的各個(ge) 艙段和來訪飛船都是獨立的飛行器，交會(hui) 對接後形成組合體(ti) ，通過“最強大腦”統一管控。除了在結構上對接，組合體(ti) 的信息和能源係統也相互連接，動態並網、能力共享，像“神經”和“血液”一樣暢通無阻。此外，通過熱控流體(ti) 回路，熱量也能實現跨艙傳(chuan) 輸、相互兼容。“如此，三艙互聯互通，且具備跨航天器的係統重構能力，整體(ti) 性能大幅超越各航天器功能的簡單集合。”楊宏說。

　　再看地麵。航天科技集團五院建設了一個(ge) 與(yu) “天宮”等比例的物理空間站，並采用數字孿生技術創建數字空間站，共同形成“天-地-數字”三站協同的新型運行模式，用飛行數據實時驅動、開展在軌狀態預測、趨勢評估。此外，該院還抽調骨幹力量成立飛控隊伍，從(cong) 天和核心艙發射前夕開始就堅持三班倒、連軸轉的空間站作息模式，24小時不停監控天上的狀態，默默守護。“一年多來，這支隊伍經受住各種複雜在軌構型和各類任務的考驗，身經百戰，具備了過硬本領，將為(wei) 後續長期在軌運營任務提供可靠支撐。”王翔評價(jia) 。

　　人，是空間站係統裏具有決(jue) 定性的要素。不論是最初設計空間站，還是每次執行任務的全過程，總體(ti) 設計團隊都會(hui) 和航天員進行充分溝通，將以人為(wei) 本的理念貫徹到底。幹淨整潔的艙內(nei) 環境、掃碼識別的物資管理係統、天地雙向視頻、智能廚房等，都蘊藏著設計師們(men) 的精巧構思與(yu) 人本情懷。“一方麵，從(cong) 航天員的需求出發，通過設計不斷提升舒適性和便利性，打造一個(ge) 讓航天員身體(ti) 健康、心情愉悅的太空之家；另一方麵，確保航天員的安全是首要任務，在設計之初就要係統地將安全性、可靠性考慮充分。”楊宏介紹。

　　首次飛天前，航天英雄楊利偉(wei) 對總體(ti) 設計人員說，“我信任你們(men) ”。在他們(men) 看來，這句話既是最重的責任，也是最棒的肯定。“人為(wei) 天地客”，在中國空間站係統工程中，“天-地-人”和諧共處、相互成就。

　　　發揮新型舉(ju) 國體(ti) 製優(you) 勢的發展觀

　　縱觀空間站係統的總體(ti) 設計，既有胸懷宇宙萬(wan) 象、馳騁天地間的酣暢寫(xie) 意，也曾屢遭“大象在瓷器店裏跳舞”的棘手難題，更有橫刀立馬誓要守住的底線紅線。隻是，後者被總體(ti) 設計人員以發展的眼光和辯證的思維極早洞見並巧妙化解了。

　　早在空間站任務起步之初，楊宏便意識到，關(guan) 鍵核心元器件一定是製約空間站長期可持續發展的瓶頸。遵循“以國家重大型號引領基礎技術突破”的思路，他帶領技術團隊駐紮元器件研製一線，一舉(ju) 突破550萬(wan) 個(ge) 宇航用元器件的技術瓶頸，解決(jue) 了核心元器件“卡脖子”問題。目前，中國空間站係統的核心元器件已全部實現國產(chan) 化。

　　早在數年前，航天科技集團五院就提早布局，打造宇航智造工程空間站示範項目，打通研製過程全周期、全三維的模型數字化流程，開辟新型數字化研製模式，將研製周期縮短了30%。同時，空間站總體(ti) 設計團隊執著追求，攻克了可爬行機械臂等一係列擁有自主知識產(chan) 權的關(guan) 鍵技術，在發供電、物資循環利用和運行經濟性等關(guan) 鍵性能指標上不斷超越，使一個(ge) 又一個(ge) 中國創新奇跡閃耀太空。

　　麵對空間站係統可靠性的難題，總體(ti) 設計團隊潛心鑽研、匠心獨運，創立了在軌航天器安全性、可靠性、維修性“三性融合”的綜合工作體(ti) 係——這種不中斷飛行、化繁為(wei) 簡的維修設計，能在各種約束條件下實現整體(ti) 係統的優(you) 化和功能增強。

　　在王翔眼中，中國空間站係統工程無疑是新時代發揮新型舉(ju) 國體(ti) 製優(you) 勢、集中力量辦大事的生動範例。創新+匠心，使中國空間站成為(wei) 宇宙空間一顆耀眼的“明星”。我們(men) 有理由相信，以總體(ti) 設計賦能美好太空家園的圖景，將在更多的空間技術領域得到充分演繹和生動展現。