作为中国第一个空间实验室，天宫一号目标飞行器已经于2011年在酒泉卫星发射中心发射升空。天宫一号任务的成功意味着我国载人航天战略进入了新的阶段。随着神舟八号和九号陆续对接成功，我国已经掌握了“空间自动交会对接”技术，这是建造更多规模空间站的基础。

2014年9月，与北京举行的第27届太空探索者协会年会上，杨利伟透露，天宫二号预计在2016年升空。天宫二号与2011年发射的天宫一号在外观上基本相同，大小也一致——天宫一号长度10.4米，最大直径为3.35米，质量为8.5吨。

图1.与目标飞行器对接的载人飞船

天宫二号的几大亮点

天宫二号任务虽然是天宫一号的延续，但仍然有许多亮点。

首先天宫二号继承了一号目标飞行器的基本框架，说明我国已经掌握了长期在轨自动运行、短期有人照料的空间飞行器。

其次，天宫二号任务中将对接神舟十一号和“天舟一号”货运飞船，这是二号目标飞行器的最大亮点。因为“天舟一号”是我国自主研发的第一种货运飞船，是我国第一次实现货运飞船与目标飞行器的对接。

第三，为了满足任务要求，天宫二号在一号的基础上进行了改装。比如我国将在二号目标飞行器上展开再生生命保障技术实验，对航天员长期在轨停留的一些基本问题进行验证，为后续实现航天员长期居住空间站打下基础。

除了载人飞船和货运飞船分批对接外，天宫二号在轨停留期间还将开始一系列的科研活动，比如携带了高灵敏度伽玛射线探测器，这是国际伽玛暴偏振探测项目的一部分，旨在对宇宙中黑洞等天体进行研究。

图2. 天宫二号任务中涉及货运飞船对接

对接我国第一款货运飞船

从我国载人航天战略规划上可以看出，天宫二号的任务仍然处于建造空间站的前期开创阶段。通过天宫一号任务，我国掌握了复杂的对接技术，分别进行了自动和手动对接，对接技术的成熟使得我国航天员可以通过载人飞船进入目标飞行器。

但是维持一座轨道空间站除了要有成熟的载人飞船与对接技术外，还要有货运飞船的协助。本次天宫二号的任务就是要把货运飞船纳入空间站运营体系中，通过自动系统对天宫二号进行推进剂补给。

图3. 通过天宫一号任务我国掌握了复杂的对接技术，使得我国航天员可以通过载人飞船进入目标飞行器

俄罗斯除了联盟系列载人飞船外，在其基础上也开发了进步系列货运飞船，美国在航天飞机退役后也开发了龙式货运飞船和天鹅座飞船，为国际空间站提供货物补给。

在去年的珠海航展上“天舟一号”的缩比模型已经进行了亮相。从外型上看与天宫一号较为相象，但功能上却有很大不同。

“天舟一号”由货物舱和推进舱构成，这是其最主要的两大部分，发射质量为13吨左右，上行货物运输重量大于6.5吨，下行运力为6吨左右，届时将有CZ-7运载火箭执行发射任务。

之所以有下行货物的需求，是因为空间站长期运营过程中会产生垃圾，这些废弃物需要飞船携带返回，最终在大气层中销毁。

“天舟一号”在研制过程中也以俄罗斯的进步系列货运飞船和欧洲的自动货运飞船为目标，吸取了它们研制过程中的问题，为天舟一号的高标准打下基础。

为空间站建设打基础

有了载人飞船和货运飞船这两大天地往返工具后，空间站的建设就要进入快车道。

在我国载人航天工程空间站建设规划中，2020年将建成一座质量超过90吨的轨道建筑，最多可对接一艘货运飞船和两艘载人飞船，设计寿命达到10年以上。

图4.我国空间站的示意图，实验舱模块两个，各位于左右一侧，载人飞船和货运飞船，对接舱口位于空间站前后，中间则为核心舱模块

到目前为止，只有俄罗斯和美国在拥有轨道空间站，俄罗斯和平号已经2001年坠入大气层，是人类第一个长期居住的轨道建筑，属于第三代空间站。

如今在轨运营的只有国际空间站，由美、俄、欧洲、日本、加拿大以及巴西航天机构率先发起，目前已经有16个国家和地区加入了这个计划。

图5.航展上展出的我国空间站模型，采用类似和平号空间站的架构，与国际空间站的桁架结构由较大的区别

一旦我国的空间站顺利建成，将成为地球轨道上运营的第二座长期有人照料的空间站，可开展各种空间科研活动。

在天宫二号任务之后，我国预计在2018年前后发射试验核心舱，这是空间站建造中的关键结构，负责连接各个舱室，在这之后才能开始在轨道上组装空间站。

同时，我国目前正在研发用于发射空间站核心舱和实验舱的运载火箭，即长征五号系列，近地轨道运载能力为20吨以上，起飞质量800多吨。该火箭将在未来空间站运营以及近地轨道任务中扮演重要作用。

同时，用于“天舟一号”货运飞船的长征七号运载火箭也于2016年实现首飞，未来将逐步取代现役的长征二号、长征三号和长征四号运载火箭，成为我国主力运载火箭之一。

出品：科普中国

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