世界空间站发展简史

青岛大疆守强

本文系“圈阅”公众号独家稿件

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据印度媒体《欧亚时报》1月17日报道称，最近，印度原子能和太空发展部长吉滕德拉·辛格在议会上宣布，印度的第一个空间站将于2030年建成，而期待已久的印度载人航天计划“加甘扬”（Gaganyaan）于今年发射。印媒乐观地指出，按照历史规律，随着在2024年（最晚2030年）中国可能成为世界上唯一一个拥有空间站的国家，其邻国印度也将在随后几年追赶上。

人类发展至今，到底有哪些空间站诞生呢？让我们通过本文一起见证空间站的发展历程。

空间站可分为以下几代：

第一代空间站：特点：单舱，一个对接口（礼炮1号、礼炮2号、礼炮3号、礼炮4号、礼炮5号）

第二代空间站：特点：单舱，两个对接口（礼炮6号、礼炮7号）

第三代空间站：特点：多舱，积木式结构（和平号空间站）

第四代空间站：特点：多舱，桁架式和积木式的“混血”结构（国际空间站）

  什么是空间站

空间站又称太空站、航天站、轨道站。是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。空间站分为单一式和组合式两种。单一式空间站可由航天运载器一次发射入轨，组合式空间站则由航天运载器分批将组件送入轨道，在太空组装而成。在空间站中要有人能够生活的一切设施，不再返回地球。

空间站是运行在外层空间的人造舱，广义上为航天器的一种。和宇宙飞船相比，空间站并不一定会搭载着航天员发射升空，也不一定会具备推进和着陆用的设备，但空间站有适合人类长时间居住的设计，可以作为航天员在太空停留和工作的场所。空间站能提供地面实验设施所不能提供的低重力、宇宙空间环境等条件，主要被用于各种科学研究（尤其是研究长期滞留宇宙对人体的影响）。

目前人类的全部空间站都是建造在地球卫星轨道上的，为了对空间站进行人员和物资的补给和输送，需要其它航天器的配合。美国宇航局计划在2024年建立月球轨道空间站，成为首个建立在地球以外的轨道空间站。






礼炮号系列空间站（苏联，1971年-1986年）

第一代和第二代空间站都是单一式空间站，属于小型空间站。第三代空间站以后就属于组合式空间站，如搭积木一般。苏联的礼炮1号到7号都是单一式空间站，美国的天空实验室虽然是第二代空间站，但是还是单一式的。从苏联的和平号开始，组合式空间站成为以后空间站的发转方向。

1971年4月19日，苏联发射了第一座空间站礼炮1号。由轨道舱，服务舱和对接舱组成，装有各种试验设备，照相摄影设备和科学实验设备。与联盟号载人飞船对接组成居住舱，可住6名宇航员。礼炮1号空间站在太空运行6个月，相继与联盟10号，联盟11号两艘飞船对接组成轨道联合体，每艘飞船各载3名宇航员，共在空间站上停留26天。于同年10月11日在太平洋上空坠毁。这是人类第一个空间站，具有划时代的意义，虽然当时技术不算先进，但是为人类的科技发展做出巨大的贡献，并且联盟11号的3名航天员在着陆时失压不幸牺牲。



其实礼炮1号到礼炮5号都属于第一代空间站，是属于试验验证性质的。后继的礼炮系列空间站同样故障多多，1973年4月4日发射的礼炮2号空间站入轨后不久空间站减压，姿轨控系统也出现故障，随后不久解体，轨道飞行时间仅有54天。1974年6月25日发射的礼炮三号空间站在轨运行了213天，其中联盟14号飞船成功对接并飞行15天，不过联盟15号又对接失败。礼炮四号空间站运行了770天，其中两批航天员共生活了92天。礼炮五号空间站运行了412天，其中两批航天员共生活了67天，还有一次联盟23号飞船对接失败没能进入空间站。



苏联礼炮空间站

苏联第二代小型空间站包括礼炮六号和礼炮七号，这两座空间站进一步提高了安全性和可靠性，并提高了寿命并增加了空间应用与科研项目。第二代空间站还具有两个对接口，一个用于联盟系列载人飞船对接，另一个用于货运飞船对接，不过受质子火箭运力限制，第二代的礼炮六号和七号空间站质量仍为19吨左右。礼炮六号在轨飞行了1764天，与17艘联盟载人飞船和12艘进步货运飞船进行了对接。礼炮七号空间站轨道飞行时间3216天，进行了13次EVA操作。


美国天空实验室


  天空实验室空间站（美国，1973年-1974年，3名乘员）

天空实验室是美国的第一个试验型空间站，天空实验室是通过两次发射对接而成的。先是将运载火箭把在地面装配好工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜送入轨道，随后再用运载火箭把乘有3名宇航员的阿波罗飞船送入轨道，使飞船和对接船对接，组成完整的实验室。天空实验室”具有368立方米容积，它有11个食品贮藏器和5个食品冷冻器，可贮藏907千克食品不同种类的冷热食品分装在金属盒内。另外，卫生设施大为改善，有沐浴、香皂、毛巾和大小便，基础设施大大改善它在宇宙空间运行了2246天，绕地球3.4981万圈，航程达14亿多公里。



和平号空间站


  和平号空间站（苏联/俄罗斯，1986年-2000年，28名乘员，全部长期停留）

和平号空间站是苏联发射后来俄罗斯接手的第三代空间站，该空间站具有划时代意义的大型组合式空间站。包含6个经常在轨的组件：核心舱，量子1号天文物理舱，量子2号气闸舱，“晶体”号实验舱，“光谱”号遥感舱，“自然”号地球观测舱；美国航天局为其提供了一个专门用于与航天飞机对接用的对接舱。共服役15年，12个国家的100多位宇航员相继登站，到最后坠毁27个国家的14吨仪器设备成为陪葬品。和平号的坠毁也催生了国际合作的国际空间站。



国际空间站


  国际空间站（美国/欧盟/日本/俄罗斯/加拿大，2000年-至今）

国际空间站是一个由六个国际主要太空机构联合推进的国际合作计划。这六个太空机构分别是美国国家航空航天局、俄罗斯联邦航天局、欧洲航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大国家航天局和巴西航天局。国际空间站的设想是1983年由美国总统里根首先提出的，经过近十余年的探索和多次重新设计，直到苏联解体、俄罗斯加盟，国际空间站才于1993年完成设计，开始实施。我国曾经申请加入，遭美国强烈反对而作罢。国际空间站在组装阶段，其主要设施由俄罗斯的质子号火箭、欧空局阿里安5号火箭以及美国的航天飞机发射运送。组装完成后的运输工作由美国的航天飞机、猎户座号飞船以及俄罗斯的联盟-TM飞船及进步号货运飞船完成。预计服役到2023年。



天宫空间站


  中国载人空间站，简称中国空间站或天宫空间站

2016年9月15日，随着天宫二号的顺利升空，我国实用性空间站正式拉开建设的大幕。

作为在20世界60年代就开始发展的一种常驻型太空实验平台，是目前在轨组装成的具有中国特色的空间实验室系统。中国空间站（天宫空间站，英文名称：China Space Station）空间站轨道高度为400~450公里，倾角42-43度，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨，以进行较大规模的空间应用。1992年，中国政府就制定了载人航天工程“三步走”发展战略，建成空间站是发展战略的重要目标。

2021年5月，空间站天和核心舱完成在轨测试验证 。5月29日晚，我国在海南文昌航天发射场准时点火发射天舟二号货运飞船。6月17日9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的长征二号F遥十二运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射此后。6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成自主快速交会对接。6月17日18时48分，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱。7月4日，神舟十二号航天员进行中国空间站首次出舱活动。9月16日，神舟十二号载人飞船撤离空间站组合体。9月17日13时30分许，神舟十二号载人飞船返回舱反推发动机成功点火后，安全降落在东风着陆场预定区域。9月20日15时，长征七号遥四运载火箭搭载天舟三号货运飞船，在海南文昌航天发射场成功发射。

2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。


  天宫一号（Tiangong 1）（中国，2011年-2017年）



天宫一号

天宫一号是中国建造并发射运用的小型试验性空间站，它于2011年发射升空。天宫一号计划将与随后发射的神舟八号至十号飞船进行对接，成为中国第一个空间实验室。

神舟八号已于2011年11月1日发射，并在11月3日和15日两次成功与天宫一号对接。

2012年6月18日中午，神舟九号携三名航天员和天宫一号对接成功，航天员成功进入到天宫一号内部。

2013年6月13日13时18分，神舟十号携三名航天员再次和天空一号对接成功，航天员进入到天宫一号内部，将开展为期15天的在轨生活和科研活动。2013年6月20日10时，中国女航天员王亚平在天宫一号上进行了一次50分钟的太空授课。2016年3月21日，中国载人航天工程办公室宣告其完成任务。

天宫一号已于2018年4月2日上午8时15分坠入大气层销毁。


  天宫二号（Tiangong 2）（中国，2016年9月15日-2019年7月19日）



天宫二号

天宫二号是中国设计建造并发射运用的正式的中型空间站，它于2016年9月15日晚间发射升空。天宫二号计划将与随后发射的神舟十一号飞船进行对接，成为中国第一个正式的中型空间站。

2016年9月15日天宫2号发射成功，经过变轨进入了等待与神舟11号载人飞船交会对接的轨道。10月19日实现了神舟11号与天宫2号的交会对接任务，航天员进入天宫2号内工作和生活，完成了30天的太空驻留任务。

2017年4月22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成自动交会对接。2017年4月27日，天舟一号货运飞船与天宫二号成功完成首次推进剂在轨补加试验。这是中国实施的首次太空推进剂补加试验，标志着空间实验室飞行任务全部完成，中国载人航天工程第二步发展战略全面收官。

2017年6月15日，天舟一号货运飞船与天宫二号完成第二次推进剂在轨补加试验。2017年6月19日，天舟一号完成与天宫二号的绕飞和第二次交会对接试验。2017年9月12日，天舟一号完成与天宫二号的自主快速交会对接试验。

2018年9月15日，天宫二号完成了在轨运行2年的目标。2019年7月19日21时06分，天宫二号受控离轨再入大气层，少量残骸落入南太平洋。





国际空间站

2019年6月，中国载人航天工程办公室与联合国外空司就联合对外公布，来自17个国家、23个实体的9个项目成功入选中国空间站第一批科学实验项目，这是中国载人航天工程首次通过联合国进行的大规模国际合作。空间站建成后，每年与载人飞船、货运飞船对接若干次进行补给，在400公里左右的轨道高度上维持设计寿命十年的运行。中国将成为继俄罗斯之后，以一国之力独自完成空间站建设的国家，航天员在空间站驻留可达一年以上。

早在2016年3月，中国载人航天工程办公室就与联合国外空司签署了《利用中国空间站开展国际合作谅解备忘录》，商定利用中国空间站为各国提供科学实验机会，并在未来为他国航天员或载荷专家提供在轨飞行机会。中国的空间站不仅不会无理由拒绝项目申请，还非常欢迎与包括美方在内的所有国家进行航天合作，其中，尤其鼓励发展中国家加入这趟“太空之旅”。



考虑到当前需求和耗费等因素，中国不搞国际空间站这么大规模的空间站，考虑的规模是适度的，可以满足重大科学研究项目的需要，而扩展能力的设计将使我们能根据科学前沿的发展需求，提供更为强大的支持能力。中国的空间站将为全球科学家提供科学研究和实验机会，满足最新最好的空间探索及空间资源利用等科研需要，使中国载人航天发展进入探索科学前沿、开发空间资源、造福人类社会的新阶段。

人类对于太空探索从未停下脚步，对探索发现的渴望促使人类不断向宇宙深处发出挑战。相信不久的将来我们人类定会走向更远的宇宙深处。

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