宽敞舒适有WiFi，属于中国的“太空之家”有多酷？ |【经纬低调分享】

4月29日11时许，长征五号B遥二运载火箭托举中国空间站“天和”核心舱从海南文昌航天发射场升空。

据中国载人航天工程办公室消息，在今明两年内，我国将接续实施11次飞行任务，包括3次空间站舱段发射、4次货运飞船以及4次载人飞船发射，于2022年完成空间站在轨建造，实现中国载人航天工程“三步走”发展战略第三步的任务目标。

从2003年神舟五号首次将中国航天员送入太空至今，18年来，我国的载人航天工程已经成功进行了载人飞船和短期空间实验室的发射和运行，完成了1992年中央批准立项时提出的“三步走”规划中的前两步，迈向“成人礼”——建设长期有人驻留的大型空间站。

发射和运行大型空间站，让航天员在太空与地面间穿梭成为日常，是载人航天技术走向成熟的标志。

空间站核心舱发射也意味着，困扰中国多年的长时间空间环境问题得以解决，未来天宫空间站内的科研实验和相关技术验证，都将对中国未来空间技术和自然科学的进步提供巨大支撑。以下，Enjoy:

来源 / 厦门科技馆（ID：xmkejiguan）& 中国科普博览（ID：kepubolan）

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空间站核心舱：控制中枢&“太空之家”

宽敞，舒适，有WiFi

中国空间站由“天和”核心舱、实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ3个主要舱段构成。

其中，“天和”核心舱全长16.6米，直径4.2米，重约22吨，是未来空间站的指挥控制中心。航天员的生活起居要在这里进行，并将在此开展一定的空间科学实验和技术试验。

▲ 空间站核心舱

核心舱由节点舱、小柱段、大柱段、资源舱以及后端通道组成。后端通道可供航天员出入货运飞船。

除了最末端的货运通道用来对接飞船外，最前端的球形节点舱还有4个对接机构：前面和底部的用来对接载人飞船，旁边两个则对接实验舱Ⅰ和实验舱Ⅱ。同时，顶部还有一个出舱口，供航天员开展出舱活动。

也就是说，无论是货运飞船还是载人飞船，未来都需要停靠在核心舱上，其重要地位显而易见。

为了让航天员在太空中的长期生活能够更加舒适，核心舱在设计上较过去有了很大的突破。核心舱上供航天员工作生活的空间大约50立方米，未来加上两个实验舱后，整体能够达到110立方米。此外，空间站还为每个航天员配置了一台平板电脑，除了可以连接舱内设备进行工作和监测外，还可以连“WiFi”上网。

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中国空间站：15年寿命，3人常驻

半年轮换，科学实验条件好

我国空间站任务寿命将达到15年左右，可供3名航天员长期在轨驻留，半年一轮换，可供6人短期驻留10天左右，以便交接班。

空间站长期在轨稳定运行、航天员长期驻留，对我国航天器的研制技术提出了新的要求。此前，我国航天员在轨飞行的最高纪录是33天，那时，航天员生存所必需的水和氧气可以由航天器直接从地面搬到太空中。

而想让航天员实现更久的在轨停留，就要使用“再生式生命保障”等技术，来保障物资供应。部分技术已在天宫二号空间实验室上进行了初步的验证。

除了保证航天员的长期驻留外，空间站本身的在轨寿命，也需要技术手段保障。在提高产品寿命的同时，设计师们还攻克了一系列难关，使空间站60-70%的设备都可以维修，并为航天员开展维修工作提供了便利。

这一系列突破将大大提升空间站的空间科学研究能力。从航天医学、航天生物学，到微重力流体物理学，10多个方向的科学研究已经“安排”上了。舱外还设了暴露平台和大型载荷挂点，支持开展暴露实验。

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身兼数职的空间站

如果航天员要乘坐飞船去往火星，要在太空中度过数以年计的时间。在飞行过程中，航天员们将长期处于失重状态，生理和心理还受到各种各样不利因素的冲击。
一切在地球上习以为常的生活方式都要发生改变，甚至包括上厕所——在美剧《生活大爆炸》中，工程师霍华德就为此进行了不太成功的工作。而当霍华德真的进入太空后，各种压力与焦虑使他近乎崩溃。
《生活大爆炸》中国际空间站31远征队成员霍华德（图片来源：《生活大爆炸》，剧情为虚构）
进入太空也许是每个人梦寐以求的事情，但长期呆在太空中可能并不是一件十分轻松的事情。未来，要让航天员愉快舒适地完成火星之旅，我们必须先搞清楚长时间的太空飞行究竟会对人体产生怎样的影响。
2019年，一篇发表在《科学报告》（ScientificReports）上的论文发现，当航天员在太空中生活久了之后，航天员身体上的微生物群落情况也会相应地发生变化。更有趣的是，一旦结伴去了太空，航天员小伙伴们肠道中的细菌的种类和组分会变得越来越一致。去年，美国科学家对完成长时间航天飞行的航天员大脑进行了核磁共振扫描分析，发现航天员们的大脑的体积有所膨胀，某些结构的形状还发生了改变。国际空间站 （来源：NASA）
这两项研究是长期太空飞行效应研究的一个缩影，而研究对象都是曾经在国际空间站上工作的航天员。在此次发射之前，国际空间站是唯一一个可供航天员长期驻留太空的航天器，航天员在空间站上的平均工作时间大约为6个月。除了考察太空飞行对人的影响外，空间站还可以测试未来可能用于太空飞行的各种技术设备。目前，正在空间站上使用的ECLSS系统可以将各种使用过的水，甚至是航天员的尿液进行汇集处理，并再次产生洁净的、可供饮用的水。技术人员们希望这个系统在国际空间站上测试改进后，未来能够用到火星上。当然，长期“喝尿”会不会让航天员心理崩溃，可能也是需要研究的课题之一。空间站也有望成为航天器飞向深空或降落行星前的中转站。美国正在计划建设的“深空门户”月球轨道空间站，就将在未来承担起这一职能。总之，人类如果想亲身飞往更遥远的太空，空间站必然是第一站。虽然空间站运行在低地球轨道上，与地面的距离不过几百公里，相比于月球火星等天体与地球的距离，显得“近在咫尺”。但是这里已经进入了太空，可以获得微重力环境，也就是我们俗称的“失重”环境。这种在地面上难以长时间获得的特别环境，让空间站成为了理想的科学实验平台。比如说，在太空中，原子团由于重力的消失会获得不同的运动形态，科学家们可以利用这一变化，在空间实验室中对更加准确的冷原子钟进行试验。原子钟是北斗等卫星定位系统的核心元件，高精度的原子钟未来有望让卫星定位变得更加准确。同时，由于重力的“消失”，再也不会有“水往低处流”的现象，可以对流体力学问题展开新的研究。而脱离了大气层的阻挡和干扰，观测仪器还可以接收到伽马波段的天体辐射信号。伽马射线虽然对人体有害，但却携带了宇宙中最剧烈的爆发现象的信息，通过对伽马波段的观测，科学家们可以了解黑洞和中子星等天体变化的规律，以及太阳耀斑发生的规律。在太空中培育农作物，不但可以为未来在月球或者火星种菜做一些探索，还能对重力影响植物生长的情况作出研究。以上这些实验内容，都已经在“天宫二号”空间实验室开展过。作为我国大型空间站的“初代型号”，在轨运行期间，天宫二号已经显示出了作为太空稳定大型实验平台的优势。其实，在航天飞机尚未退役的年代，类似的实验还可以通过航天飞机货舱中安置的SpaceLab实验舱来完成，我国的实践十号返回式卫星，也是一个理想的空间微重力实验平台。然而，航天飞机和返回式卫星在太空逗留的时间无法和空间站相提并论，无法进行长期持续的实验。而卫星中的实验装置不但体积规模受限，还无法由航天员操作完成一些复杂的操作。从国际空间站二十年来运行的情况看，其搭载的科学实验不但产生了不少重大的科学发现，还“反哺”了地球，将不少成果应用到了国计民生中。
建成后的中国空间站 （来源：参考内容1）
未来，在我国的大型空间站完成建设后，将有两个专门的实验舱承载科学实验设施，开展规模更大、更加丰富的科学实验，中国科学院空间应用工程与技术中心等多家科研单位将在其中扮演重要角色。在计划的十余年运行期间，获得的实验样品可以由航天员在返回地球时捎带回地面，新的实验设备也可以由货运飞船上送到空间站中，不断为我国的科学研究产出新的成果。

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