一橫一豎組成遨遊太空的“T”字，積十多年苦功，中國天宮空間站建成了，鑄就了中國載人航天工程和世界史上的一座豐(feng) 碑。作為(wei) 中國空間站建設的一分子，我以參與(yu) 中國“天宮”建設為(wei) 自己最大榮耀。

　　三步走，步步為(wei) 營

　　1992年9月，中央決(jue) 策實施載人航天工程，並確定了中國載人航天“三步走”的發展戰略。第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗。第二步，突破航天員出艙活動技術、空間飛行器交會(hui) 對接技術，發射空間實驗室，解決(jue) 有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題。第三步，建造空間站，解決(jue) 有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。

　　第一步是最基礎的工作，目標是保證中國航天員能在太空生存，能安全返回。第二步主要是做突破性、驗證性工作，實現中國航天員出艙，具備在太空工作的能力。這兩(liang) 步都是在為(wei) 第三步做驗證和鋪墊，其中空間交會(hui) 對接是至為(wei) 關(guan) 鍵的技術之一，空間站的組裝、建造和長期飛行都要靠該技術來實現。

　　2003年，我進入中國航天科技集團五院即航天五院工作，第一個(ge) 從(cong) 頭到尾參與(yu) 的項目就是神舟八號，其核心目標是突破空間交會(hui) 對接技術。按照規劃，先發射一艘無人飛船（神舟八號）來驗證無人空間交會(hui) 對接技術，之後再實施兩(liang) 艘載人飛船即神舟九號和神舟十號任務。這3艘飛船是主備份關(guan) 係，即如果神舟八號沒有達到任務預期目標，就由神舟九號繼續驗證，神舟十號載人飛船則驗證有人空間交會(hui) 對接技術。由於(yu) 神舟八號順利完成了使命，神舟九號的任務被確定為(wei) 驗證有人交會(hui) 對接技術，神舟十號的任務則是實現首次應用性飛。

　　作為(wei) 目標飛行器，天宮二號其實是天宮一號的備份，其最初就被命名為(wei) “天宮一備”，由於(yu) 天宮一號任務圓滿成功，天宮二號的任務被確定為(wei) 開展航天員中期駐留、推進劑在軌補加、在軌維修技術試驗等。

　　就這樣環環相扣，中國載人航天工程穩步前進。

　　2010年9月，《載人空間站工程實施方案》獲批。之後曆時約12年，經過空間實驗室任務和空間站任務兩(liang) 個(ge) 階段，中國“太空之家”在軌建成。

　　“T”字型，可以拓展

　　除在九天之上運行的天宮空間站之外，我們(men) 其實還有兩(liang) 座“空間站”：一座是與(yu) 天宮空間站1∶1鏡像的“數字空間站”，用於(yu) 進行仿真驗證和數字推演等；另一座是測試用的“電性空間站”，其軟硬件與(yu) 在軌運行的“天宮”一模一樣，可以實現與(yu) 在軌的航天員視頻連線並同步模擬係統工作與(yu) 在軌活動等。通過這兩(liang) 座“空間站”，我們(men) 能夠實現天地協同。

　　為(wei) 了保障可靠、安全、長壽命運行，天宮空間站進行了一些冗餘(yu) 備份設計，要指出的是，這些冗餘(yu) 備份是經濟的，不會(hui) 出現“死冗餘(yu) ”“呆冗餘(yu) ”。比如，在3艙組合後，冗餘(yu) 備份可以共用，充分體(ti) 現了“1+1=1”設計理念。再比如，核心艙雖然在載荷支持功能方麵不如實驗艙，但配置很高，僅(jin) 控製係統的星敏感器就有4個(ge) ，可以減少實驗艙上的星敏感器數量。

　　中國“天宮”是一個(ge) 可更新、可開放的係統，不僅(jin) 能夠實現硬件設備的維修、更換和升級，而且其本身可以根據需要拓展。“T”字基本構型建成後，可以在前向對接新艙段，形成“十”字構型，新艙段上帶有節點艙，增加4個(ge) 對接口和1個(ge) 出艙口，既可以為(wei) 巡天望遠鏡這一級別的航天器進行補給、維護、服務保障，也可以對接艙段級的“大塊頭”科學載荷。將來，國外的飛船或艙段也可以與(yu) “天宮”對接，這將大幅提升國際空間合作的水平。

　　目前，我們(men) 正在開展第四個(ge) 艙段的方案論證和先期設計，將把更多精力用在為(wei) 航天員提供更多活動空間、增加人性化設計、提升用戶體(ti) 驗上。比如，把儀(yi) 器儀(yi) 表設計得更有科技美感，更適於(yu) 隨身穿戴。再比如，使操縱杆更符合人體(ti) 工學、功能更強大。

　　最優(you) 解，彰顯智慧

　　關(guan) 於(yu) 中國空間站構型布局，先後有十幾種方案擺在桌麵上供討論和選擇。綜合多方麵因素，特別是適配天地環境、滿足功能性能要求、保障重要設備在軌工作等，我們(men) 最終選定“T”字構型。

　　選“T”字構型可以獲得最大發電效率。通過在“T”字“橫”的兩(liang) 段，設置雙自由度太陽翼，能夠保障最大限度利用太陽光。

　　“T”字構型可以保持前向、後向、徑（下）向三向對接能力。前向、徑向兩(liang) 個(ge) 對接口可以接納兩(liang) 艘載人飛船實現輪換，而且兩(liang) 個(ge) 對接口都在軌道平麵內(nei) ，飛船可以在軌道麵內(nei) 沿飛行方向和沿軌道半徑方向直接對接，無需對接後再轉位，更安全。後向對接貨運飛船，天宮空間站可以直接用貨運飛船發動機進行軌道機動。

　　“T”字構型是最優(you) 解，彰顯了中國航天人的智慧。

　　難關(guan) 多，逐一攻克

　　空間站重在科研應用，我們(men) 所有的努力都旨在為(wei) 科研應用打牢基礎，讓平台、結構、能源、信息、控製、生命保障等功能經得起考驗，做到令人放心，同時賦予其足夠的擴展能力和適應能力。

　　當然，要做到令人放心並不容易，在這個(ge) 過程中，我們(men) 遇到了很多難題，其中有兩(liang) 類頗具代表性。

　　第一類與(yu) 長壽命、長周期、長時間有關(guan) 。一些材料在前期表現很好，卻在工程研製中出問題，導致做長壽命試驗時未能抵近極限。一些小尺寸材料做防原子氧處置效果很好，但是在用一些新方法、新技術在某些大尺寸材料上做，就出現瑕疵。

　　第二類與(yu) 在地麵無法完全真實模擬某些空間環境有關(guan) 。由於(yu) 地麵仿真手段有限，對仿真對象了解不夠深入，導致仿真模型不夠準。比如在液體(ti) 收集管理方麵，我們(men) 在地麵試驗中做到收集率達到99%，在太空中即使達到98%也會(hui) 造成麻煩，因為(wei) 液體(ti) 殘留量會(hui) 日積月累。

　　航天領域老前輩們(men) 常說：“識別關(guan) 鍵技術進行攻關(guan) 。”麵對難關(guan) ，我們(men) 不僅(jin) 要攻破技術原理，而且要把工程實現的全過程走通，把每件產(chan) 品質量做到極致，把各種狀態摸透。可以說，我們(men) 一直在努力識別“未知”，量化“已知”並通過各種分析驗證，借助相關(guan) 數據反饋，把難關(guan) 逐一攻克。

　　“天宮”的實驗艙上有一對碩大的太陽翼，可以像大風車一樣360°轉動，非常炫酷。這對太陽翼就是我們(men) 用上述方式攻克難關(guan) 取得的一大碩果。

　　該太陽翼尺寸特別大，單翼長約27米，展開麵積138平方米。如此巨型的翼在軌展開後會(hui) 產(chan) 生怎麽(me) 振動呢？由於(yu) 在地麵無法進行等尺寸動力學特性驗證，我們(men) 隻能從(cong) 局部入手，對太陽翼伸展機構做單獨的動力學特性驗證，再通過仿真、數值補償(chang) 等辦法推出完整的動力學特性，再結合核心艙的一套辨識係統，監測其太陽翼在軌振動、擾動情況並測出振動頻率。 據此，我們(men) 在實驗艙發射前對其太陽翼控製參數、仿真模型參數進行了修正。最終，實驗艙振翅高飛，助力中國“天宮”遨遊太空。

　　忙驗證，三線並行

　　天和核心艙在發射入軌後約一年間，在兩(liang) 艘載人飛船和兩(liang) 艘貨運飛船配合下，完成了“關(guan) 鍵技術驗證階段”。這一階段是係統工程一個(ge) 生命周期尋求滿意解的“最後一公裏”。對於(yu) 空間站建造來說，在該階段有空間站推進劑補加、再生生保、艙外操作、在軌維修等7大關(guan) 鍵技術要在軌驗證。

　　再生生保即再生式生命保障是人類實現中長期載人飛行最核心的關(guan) 鍵技術之一，既受微重力環境影響，又有時間效應。在空間站微重力環境下，水處理、尿處理、電解製氧等構成的自我循環係統與(yu) 在地麵的表現不同，同時需要足夠長的時間才能建立起物質平衡，這就需要航天員在軌生活數月進行驗證。

　　2021年6月，神舟十二號飛行乘組進入核心艙，中國空間站開始載人飛行，對相關(guan) 性能進行在軌驗證。之後，神舟十三號和神舟十四號飛行乘組入駐“天宮”，進行了一些艙外操作驗證，完成對空間站上機電產(chan) 品、有流體(ti) 回路的產(chan) 品的設置。值得一提的是，神舟十三號航天員乘組在地麵科技人員的密切協同下，在空間站核心艙內(nei) 采取手控遙操作方式，圓滿完成了天舟二號貨運飛船與(yu) 空間站組合體(ti) 交會(hui) 對接試驗。

　　空間站關(guan) 鍵技術驗證階段之後就是空間站在軌建造階段。那幾年，我們(men) 一邊研製艙段，一邊做空間站關(guan) 鍵技術驗證，還一邊謀劃空間站長期運行模式，可謂三線並進。

　　大係統，團結協作

　　空間站的設計空前複雜，係統多、接口多、狀態多，組織體(ti) 係和設計體(ti) 係特殊。

　　艙段上各分係統由眾(zhong) 多單位負責，研製難度超過了很多航天器。由於(yu) 各部分自身是一個(ge) 獨立係統，同時又要融入整個(ge) 大係統中，涉及大量協調和優(you) 化工作。

　　作為(wei) 中國空間站係統總指揮，我時刻關(guan) 注各分係統之間的相互影響，從(cong) 空間站大係統的視角來看問題，做“係統決(jue) 策”。讓我非常感動的是，空間站係統所有參與(yu) 人員都多年如一日，兢兢業(ye) 業(ye) 、精益求精、忘我工作，都著眼大局、服務大局、團結協作。大家為(wei) 了完成同一個(ge) 目標，傾(qing) 情付出，貢獻自己的汗水和聰明才智。

　　中國載人航天工程係統當然是更龐大的係統，除了空間站係統之外，還有載人飛船係統、貨運飛船係統、運載火箭係統、發射場係統、測控通信係統、著陸場係統等。隻有各係統群策群力、密切協作才能保障中國載人航天工程取得成功。

　　多年來，中國空間站係統獲得其他兄弟係統的鼎力支持。飛船係統的有些技術，已經應用很久，非常成熟了，但是為(wei) 了適應空間站需求，做出了必要調整。對運載火箭係統，空間站不僅(jin) 要求其推力大、起飛重量大，而且要求箭艙分離時的衝(chong) 擊力小。火箭係統團隊與(yu) 我們(men) 精誠合作，攜手實現了目標。空間站艙段發射對入軌精度要求高，對發射時間窗口有限製。為(wei) 了滿足要求，發射場係統團隊和火箭係統團隊積極努力，使空間站艙段精準入軌，給空間交會(hui) 對接創造了好條件。同時，測控係統不斷加強和優(you) 化陸、海和天基測控資源，提供優(you) 質測控服務。

　　航天是“千人一枚箭、萬(wan) 人一杆槍”的事業(ye) ，正是靠著萬(wan) 眾(zhong) 一心的團結協作精神，中國空間站建成，遨遊於(yu) 九天之上。

　　隨著中國“天宮”的誕生，中國航天站上了新起點，國際科技界擁有了一項新的太空科研基礎設施。我們(men) 深信，這座由中國人設計並主導、向世界開放的空間站將充分體(ti) 現載人航天的價(jia) 值，為(wei) 人類進一步認識宇宙、更好利用空間資源做出卓越貢獻。

　　（本文作者王翔為(wei) 空間站係統總指揮，由陳立根據作者口述整理）

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