空间站的那些奥妙事

发展航天事业最核心的制约因素是什么？很多人以为是技术，其实不然。真正制约航天事业发展的因素只有一个，那就是“综合国力”。光有技术没有钱照样寸步难行，上世纪九十年代百废待兴的俄罗斯为了挣钱可以说是不惜一切代价，连核潜艇都可以出租。

美国人一看这不行，接下来你是不是连洲际导弹也要卖，我这世界警察还怎么当？为了阻止俄航天部门扩散弹道导弹技术，美国迫不得已掏出了一张长期饭票——国际空间站。 国际空间站自上世纪90年代启动以来，俄罗斯承担了大量舱段建造与发射业务，航天员天地往返也主要由联盟系列飞船负责，产生的收益勉强可以维持俄航天体系运转，但也就仅此而已。

重约420吨的国际空间站实际上并没有想象中那么美好，俄罗斯作为名义上的主角却只拥有一个18吨的星辰号服务舱。就连美国自己也好不到哪里去，全部实验机柜加起来也只有23个，空间站虽标榜“国际”，但事实上却是泾渭分明，不过这一局面将很快被中国天宫空间站打破。 提起天宫人们往往认为它只是一座突破有无，且很“将就”的90吨级空间站，无论如何也不可能与美俄等航天强国联合打造的国际空间站相提并论，然而事实并非如此。

纵观我国各行业近十几年来的发展历程，以2000年为开端进入新世纪以来整体呈现出一幕加速明显的爆发式增长图景，连我们自己也不知道能力边际究竟在哪里。 早期天宫设计方案主要由一个核心舱与两个实验舱组成，中规中矩的设计有着鲜明的零突破意义，整体技术水平与国际空间站主要舱段大体相当。但随着综合国力持续提升，以及新技术、新材料、新工艺不断涌现，天宫迎来了质变时刻。

大规模修改方案设计后，天宫空间站相比国际空间站已经拥有明显的跨代领先优势，建设目标也从最初的“零突破”转变为“打造技术先进的国家太空实验室”。 航天器在轨运行最稀缺的资源就是电能，更新方案设计后天宫空间站在两大实验舱后端设置了采用衍架式架构的柔性太阳能电池翼，又得益于砷化镓电池技术的进步，90吨级的天宫空间站整体可实现100千瓦供电功率，远超420吨级国际空间站的90千瓦。

还有实验机柜数量的差异，天宫拥有23个实验机柜，而大出4倍有余的国际空间站却只有31个，孰优孰劣一目了然。 国际空间站拥有的舱外暴露实验平台、舱外机械臂、专用货物气闸舱、航天员太空行走气闸舱等设施，天宫空间站不仅一应俱全，核心舱还配置有霍尔电推进系统，进一步降低了运营成本。 更不可思议的是，我们还为天宫空间站配备了货物上行能力现役排名世界第一的天舟货运飞船，其功能主要有航天员所需物资补给、在轨补加燃料、充当天宫空间站轨道提升的辅助动力系统，非气密型天舟还能运送小型舱段与天宫对接。

“麻雀虽小五脏俱全”已经不适合形容天宫，因为它看似是“小”，实则为“大”，而且全部都是顶级配置。我们常说天宫是90吨级空间站，然而这并不准确，因为它还有一个20吨级光学舱。 天宫设计方案大改后，原计划在2号实验舱搭载的巡天光学舱被直接分离出来，与空间站共轨运行。这样做的好处是一箭双雕，首先光学舱可以独立运行，此前就一直存在光学舱与空间站本体的运行矛盾难题。再就是更便于在轨维修，美国哈勃望远镜每次维修都需要发射耗资巨大的航天飞机，而巡天光学舱有维修需求时可直接与空间站交会对接进行在轨维修。

巡天光学舱是在天宫空间站框架下研制的空间望远镜，被官方定义为具有强大国际竞争力的空间站多功能光学设施，配置有2米口径离轴三反望远镜，覆盖紫外-近红外波段，具备获取革命性天文观测成果的能力，在保持类似哈勃望远镜分辨力基础上，还拥有比后者大出整整300倍的视场。目前巡天光学舱已经完成方案设计与子系统攻关，即将转入生产制造阶段。 补缺巡天光学舱位置的是梦天号实验舱，这说明经过更改后天宫事实上被放大20%的规模达到110吨级，之所以能够做出如此更改，最根本的原因还是综合国力的提升。要知道仅仅一个巡天光学舱的造价就在百亿以上，可以直接比肩辽宁舰造价。修改设计后的天宫空间站造价至少是400亿以上，而后期长达10年的运营成本也不会低于这一造价。

前不久载人航天总体部在成立十周年纪念视频中公开了一幕尽显大国力量的震撼画面，两个20吨级天和号核心舱一同出镜，其中一个就是备份舱，这就是大国意志的体现，为了确保成功我们已经准备好了所有底牌。

反观国际空间站建站初期，俄罗斯只有能力建造一个星辰号服务舱，美国人对此十分不放心，所以自己单独建造了备份舱。 我国近些年的重大航天工程都采用了备份方案，天宫一号、天宫二号、天舟货运飞船都有备份，再比如代表人类首次登陆月球背面的嫦娥四号本身就是嫦娥三号的备份产品。这一切都在说明一条真理，发展航天事业没有技术不行，但没有综合国力更是万万不行。

天宫空间站也必然成为我国科技发展的倍增器，比如在轨运行20余年的国际空间站实施过数以千次的在轨实验，产业价值更是以万亿计算。 与国际空间站相互扯皮的合作不同，天宫空间站完全是我们的国家太空实验室，外国参与者必须100%共享科研数据与成果，而这就是一本万利的生意，可以将全球领先成果为我所用。在第一批国际实验项目征集活动中，总共有17个国家的项目通过评审。

目前中国航天战线已经全线转入备战空间站任务当中，天宫空间站核心舱天和号日前也完成了初样转正样评审，长征五号B型运载火箭正在进行出厂前准备，神舟载人飞船、天舟货运飞船相继投入批量生产。随着航天事业不断向纵深推进面临的风险挑战也会越来越多，但我们已经做好准备。