4月29日，中国天宫空间站“天和”核心舱成功发射。中国终于正式开启了属于自己的空间站时代！
自从加加林首次进入太空后，载人航天便成为了人类航天科技宝冠上的明珠。人类开始了不断探索——载人飞船，载人登月，直到人类在太空拥有了属于自己的房子——空间站。
巧合的是，2021年不仅是人类首次进入太空60周年，也是人类发射首个空间站50周年、国际空间站建成10周年。
上篇我们已经讲过，空间站是怎么在美苏太空竞赛中从小舱室逐渐演变成巨无霸的。
那么，中国人，是如何一步步在太空中拥有属于自己的“房子”的呢？
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从714到863再到921
714
中国发展载人航天的历史可以追溯到20世纪70年代初。1970年4月24日，中国第一颗卫星“东方红一号”发射当晚，一个秘密会议在正在召开。备受“两弹一星”鼓舞的航天专家们提出了一个更加大胆的计划——把中国的载人航天也搞出来。
1970年4月24日，中国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功（资料照片）。图|新华社
7月14日，毛主席和中央军委正式批准载人飞船计划。于是，在东方红一号卫星成功发射还不到3个月，中国开始了载人飞船的研制和航天员选拔培训，代号“714工程”，由钱学森亲自挂帅。首艘载人飞船被命名为“曙光一号”，预计1973年发射。当时甚至连模型都生产出来了，外形像个倒扣的漏斗，类似美国双子座飞船。
但是，科研不能单凭理想和热情。
载人航天是个宏大复杂的系统工程，我国运载火箭的研制和测控网站的建设尚未达到载人飞天的水平。电子技术，工业制造技术等相关科技水平远未达到标准。且当时国家经济基础薄弱并正在进行多项卫星开发计划（包括返回式卫星、灯塔一号导航卫星、通讯卫星等），导致载人航天项目资金匮乏。再加上“文革”和林彪叛逃事件的影响。
2012年10月27日，上海交大钱学森图书馆，工作人员在为观众讲解中国载人航天工程发展历程。图|新华社
毛主席决定，载人航天项目暂时停一下。周总理也实事求是地就中国载人航天的发展讲了几条原则，就是不与美苏大国开展太空竞赛，要先把地球上的事搞好，要搞国家建设急需的应用卫星。于是，1975年3月这个计划暂时尘封起来。
虽然曙光一号计划最终取消，但是曙光号飞船的设计工作已有大量资料积累。一大批与航天相关的基础设施建设，远洋监测船队和测控网的建立，研制的各种太空实验设备，飞船外形气动设计，航天服，航天食品及相关设备的发展，航天员选拔培训流程的经验积累，都为后续的载人航天工程奠定了坚实的基础。
863
1983年美国“星球大战”计划实施，世界受到极大震撼。1986年3月，4名科学院专家提出了《关于追踪世界高技术发展的建议》，受到邓小平极大重视，并直接推动了我国高新技术产业的发展。
加加林宇航培训中心“TMA-联盟”综合训练基地的“暴风雪号”宇宙飞船驾驶舱。
随着863计划的实施，停滞11年的中国载人航天再次被提上日程。但是，到底发展航天飞机还是载人飞船却争论不休。彼时，美国已将航天飞机成功运用于载人航天领域，苏联也在研制自己的航天飞机“暴风雪号”。
研发航天飞机的初衷是为了拥有一种可重复使用的低成本航天器，用于代替一次性的载人飞船，但研发成本巨大且技术极为复杂。而研制载人飞船有利于缩短时间，节省成本，可以尽快将航天员送入太空，且中国已完全掌握返回式卫星回收技术，搞飞船，成功率更高，安全性更可靠。
最终中央拍板：基于中国国情、经费投入、研制周期、安全风险等诸多因素，选择发展载人飞船。
921
经过6年的详细论证，1992年9月21日，中共中央正式批准实施载人航天工程，代号“921”工程，并确立了“三步走”的发展战略：
第一步，发射载人飞船；第二步，突破航天员出舱活动技术、空间飞行器交会对接技术以及发射空间实验室；第三步，建造空间站。
1999年11月21日，技术人员在对神舟一号返回舱进行现场技术处理。图|新华社
从1999年11月20日发射“神舟一号”到2002年12月30日发射“神舟四号”，我国陆续发射了四艘神舟无人飞船，全面验证测试了各项技术，为载人上天做好了充足的准备。
2003年10月15日，“神舟五号”实现一个重大突破：杨利伟升空，在太空停留了21小时，迈出了“三步走”中的第一步。中国打破美苏垄断，成为世界第三个能实现独立自主载人航天的国家。2005年10月12日，“神舟六号”实现多人多天的突破，航天员费俊龙和聂海胜在太空飞行5天。
2008年“神舟七号”实现首次出舱行走的突破，完成“三步走”中第二步的第一阶段。
2008年9月27日，执行神舟七号载人航天飞行出舱活动任务的航天员翟志刚出舱（电视截图）。图|新华社
至此，所有准备工作已充分就绪，第二步的第二阶段——空间交会，也开始紧锣密鼓地筹备起来。2010年9月25日，中共中央批准《载人空间站工程实施方案》，正式启动载人空间站工程。
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从“天宫一号”到“天宫二号”
2002年，在经过论证审查后，我国首个目标飞行器的任务方案最终通过，只是名字还没有最终确定下来。
天宫一号／神舟八号交会对接任务全过程。制图|新华社
2006年，载人航天工程空间实验室系统正式成立，首个目标飞行器被命名为“天宫一号”。这个名字得到团队所有人员的认可。他们都认为天宫不但具有浓厚的中国特色，还与之前的“神舟”“嫦娥”遥相呼应，让人能真正感受到空间站的雏形蕴藏其中，也能让人感受到一个庞大系统的工程。
2013年，中国载人航天办公室的一位领导表示，尽管“天宫”这个名字用在首个空间实验室上有点早，但因为社会各界对“天宫一号”的好评和期待以及航天工作者对其深厚的感情，最终决定沿用“天宫”作为空间站的整体名称，但后面不另加编号。
“天宫一号”目标飞行器
2011年9月29日，“天宫一号”发射成功，标志着我国载人航天迈入“三步走”战略中的第二步第二阶段。
2011年9月29日，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F运载火箭将天宫一号目标飞行器发射升空。图|新华社
【注：“天宫一号”是交会对接试验中的被动目标，所以得名“目标飞行器”。后发射的神舟飞船，称作“追踪飞行器”，入轨后主动接近目标飞行器。】
作为中国第一艘实验性空间站，它被赋予了一系列重大任务：
作为交会对接目标，参与交会对接技术试验；为航天员在轨工作、生活提供必要的条件，并保证航天员安全；为开展空间应用、空间科学实验与技术试验提供基本条件；初步建立能够长期在轨可靠运行的载人空间试验平台，为建造空间站积累经验。
交会对接技术作为载人航天发展的三项基本技术之一非常重要，说是基石也不为过：
一是用于大型空间设施的建造、运行和维修；
二是用于为长期在轨运行的空间设施提供物资补给、人员运输和空间救援；
三是用于登月和深空探索等航天任务。
【注：载人航天三项基本技术——载人天地往返技术，航天员出舱活动技术，交会对接技术。】
2011年11月1日，“神舟八号”飞船成功发射，并于11月3日与“天宫一号”成功对接，组成一座小型的低地轨道“空间实验室”。组合飞行12天后，“神舟八号”脱离“天宫一号”，再与其进行第二次交会对接，并于11月7日安全返回地面。
半年后，2012年6月16日，“神舟九号”飞船载着三名航天员（其中包括我国第一位进入太空的女航天员刘洋）成功发射升空，分别于6月18日和24日与“天宫一号”进行了自动和手动对接。宇航员们共在里面生活了11天。6月29日，“神舟九号”成功着陆。
“神舟九号”与“天宫一号”的对接可谓意义重大：
首次验证了手动交会对接技术，进一步验证自动交会对接技术，标志着我国成为世界上第三个独立掌握航天器空间交会对接技术的国家。
首次实现地面向在轨飞行器进行人员和物资的运输与补给。
并首次考核“天宫一号”支持保障航天员工作生活的能力，全面验证了“天宫一号”保障航天员工作生活的功能、性能，及组合体管理技术。
此外，神九任务还开展了航天医学研究。包括航天员健康监测技术研究；失重生理效应机理与防护研究；环境医学与航天员空间作业能力相关技术研究。通过这些实验，可验证失重生理效应相关防护技术，为后续空间站航天员长期飞行的健康保障奠定基础。
而且，这也是我国女航天员的第一次太空飞行。此次任务，将首次对我国女航天员选拔训练、医学监督和保障以及新研制的女航天员飞行装备等方面进行了验证。
此次交会对接，验证了我们已经建成的比较完整的实验性空间实验室工程的大系统，为今后载人空间站的建设、运营奠定了一个较为完整的技术基础。
虽然美俄在50多年前就已经进行了相关试验，但与美俄早期的对接试验相比，“天宫一号”在技术和经济方面都更具优势：
一是它可以支持多次交会对接，减少了发射次数。
二是“天宫一号”是按我国后续空间实验室的要求设计，不仅能完成交会对接，还能验证空间站部分关键技术。
三是还可以同时开展空间科学实验和技术试验。
一年后，2013年6月11日，“神舟十号”携三名航天员——聂海胜、张晓光、王亚平（女）成功发射并于6月13日与“天宫一号”成功对接，“神舟十号”共在轨飞行15天左右，其中驻留“天宫一号”12天，6月25日撤离“天宫一号”并于次日成功返回地面，漂亮地完成了第二步第二阶段的收官之战。
此次飞行任务还有一个备受关注的环节，也是继美国后全球进行的第二次“天空课堂”——航天员也是“太空教师”王亚平在“天宫一号”内通过视频形式给地面的中小学生上课。这是中国载人航天工程首次尝试在飞行任务中将空间试验与科普活动结合在一起。此前，只有美国在2007年曾进行过类似尝试。
此次太空授课意义重大：
首先，会极大地提升全民对科学和航天的兴趣，为我国科学和航天事业的发展培养了大批潜在生力军。
其次，给中国带来了相当大的国际声望，也让中国成为某种程度上的技术大国，抛弃了“制造鞋子和手包的国家形象”。
再次，还会从应用上推动天地大容量信息处理产业的发展，而大数据时代的来临将成为天地大容量信息处理产业发展的契机。
中继卫星建立“空─空─地”传输链路后，电子邮件、视频通话等天地之间沟通交流的方式变得更加多样化。同时，数据中继卫星不同于传统的通信卫星，它必须要解决高速运动的卫星之间的捕获与跟踪，对精度要求极高，这在天地测控通信方面则是一次突破。
这标志着中国第一次掌握了“全面天链通信技术”。
2016年3月21日，已超期服役两年半的“天宫一号”功能终于失效，正式终止了数据服务，全面完成了历史使命。
2018年4月2日，“天宫一号”再入大气层，坠入南太平洋中部区域，结束其开拓性的7年时光。
“天宫二号”空间实验室
“天宫二号”是在“天宫一号”基础上研制的航天器，原是“天宫一号”的备份，但由于“天宫一号”表现很好，所以对“天宫二号”进行了适应性改装，让它执行空间实验室任务，两者外形完全相同，但任务却不相同，“天宫二号”是真正意义上的空间实验室。
2016年9月15日，中国在酒泉卫星发射中心用长征二号F T2火箭将天宫二号空间实验室发射升空（拼版照片）。图|新华社
简单来说，空间实验室更像是空间站的前身，是为发展空间站，从载人飞船过渡到载人航天基础设施的试验性航天器。也就是说，空间实验室是为建造空间站所做的准备工作。
2016年9月15日，“天宫二号”成功发射，我国也正式迈入了“三步走”战略中第二步的最后一个阶段。
发射“天宫二号”的主要目的是完成航天员中期驻留，考核中期驻留的生活、健康和工作保障能力及相关技术；接受货运飞船的访问，考核验证推进剂在轨补加技术；开展航天医学、空间科学实验和空间应用技术，以及在轨维修和空间站技术验证等试验。
一个月后的10月17日，“神舟十一号”带着多项任务成功发射并于19日对接成功，再次全面验证了航天器交会对接技术。
两位航天员在“天宫二号”内共生活了30天，创下了我国航天员太空停留时间的纪录，标志着我国有能力建设航天员长期驻留的空间站。
10月21日，两名航天员还按照计划安排，实时收看了《新闻联播》，这也是《新闻联播》首次在太空播出。“天链一号”中继卫星系统为航天员与地面“天地双向视频通话”、航天员与地面同步收看新闻立下了汗马功劳。此次实时播出，再次检验了我国天地信息传输能力的可靠和成熟。
10月23日，伴随卫星从“天宫二号”上成功释放，并且对“天宫二号”和“神舟十一号”组合体拍照。伴随卫星作为伴随主航天器飞行的航天器，具有处于相对主航天器距离近、实时跟随的位置优势，可以作为主航天器的安全辅助工具，对主航天器进行工作状态监测、安全防卫，可以为航天员出舱活动及空间飞行器交会对接等提供直接的技术和影像支持。
11月18日，“神舟十一号”成功返回地面，圆满完成既定任务。
然而，空间站的运行可不是发射上去就完事了，要维持在轨运转，就必须要为空间站定期补加推进剂，这才是空间站能够不间断运行的核心所在。
2017年4月20日，我国首艘货运飞船“天舟一号”顺利发射升空，并于22日与“天宫二号”成功对接，为其补给燃料。27日，“天舟一号”与“天宫二号”成功完成首次推进剂在轨补加试验，标志着“天舟一号”飞行任务的圆满成功。
2016年10月19日，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功。这是神舟十一号飞船与天宫二号组合体飞行模拟图。图|新华社
之后两个月内它又两次测试脱离、对接、补给，而后在6月21日脱离空间实验室独立在轨运作。9月12日“天舟一号”与“天宫二号”完成了自主快速交会对接试验，验证货运飞船的快速交会对接能力，进一步发挥任务的综合效益，为我国空间站工程研制建设奠定更加坚实的技术基础，也为运营管理积累了重要经验。
最终“天舟一号”在2017年9月22日受控脱轨、返回地球大气层烧毁。
突破和掌握推进剂在轨补加技术，填补了我国航天领域的空白，实现了空间推进领域的一次重大技术跨越，为我国空间站组装建造和长期运营扫清了能源供给上的障碍，使我国成为世界上第三个独立掌握这一关键技术的国家。
此次“天舟一号”飞行任务，是载人航天工程空间实验室飞行任务的收官之战，标志着我国载人航天工程第二步胜利完成，也正式宣告中国航天迈进“空间站时代”。
2019年7月19日，在轨运行1036天后，“天宫二号”受控离轨并再入大气层，少量残骸落入南太平洋预定安全海域，结束了其辉煌的一生！
由于“天宫一号”和“天宫二号”的任务进行得非常顺利，技术储备已经足够，为了节省时间和成本费用，“天宫三号”项目已经取消，代之以真正的空间站项目。
上述每一个任务都有大的技术突破，也没有任何两次任务重复。
总体而言，中国11艘神舟飞船、1艘天舟飞船、天宫一号和天宫二号取得的航天成就，效果几乎等于美国的26次水星计划、10次双子座计划、1次天空实验室计划；或者苏联的6次东方系列、2次上升系列、53次联盟系列、近100次进步系列和7个礼炮号空间站系列任务！
中国以极低的成本、最高效率地利用有限任务次数，完成了天宫空间站建站的全部准备，可谓是人类航天史上的奇迹。
下一步，等待天宫空间站开建！
3
“天和”成功发射，中国正式迈入空间站时代
2021年4月29日，天宫空间站的核心舱“天和”在海南文昌发射成功，正式开启了我国载人航天工程的“第三步”——空间站时代。
2021年4月29日，中国空间站天和核心舱在海南文昌航天发射场发射升空。图|新华社
天宫空间站的初步规模，将包括一个核心舱，两个实验舱（“问天”“梦天”），每个重20多吨，三舱组合体重约66吨。建成后将会有航天员长期在轨生活和工作。
这种三舱构型采用了对称T形构型，轨道倾角42度，高度340至450公里，设计寿命10年，额定成员3人，轮换时最多可达6人，乘组一般在轨执行任务周期为半年。
按照空间站任务规划，我国将实施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。
核心舱为什么“核心”？
核心舱全长16.6米，最大直径4.2米，发射质量22.5吨，可支持3名航天员长期在轨驻留，是我国目前研制的最大航天器。它既是空间站的管理和控制中心，也是航天员生活的主要场所，还能支持开展少量的空间科学实验和技术试验。
核心舱作为主干舱由三部分组成：生活舱、资源舱、节点舱。生活舱就是航天员生活工作的区域；资源舱为空间站提供电力、推进燃料等必需资源；节点舱是对接枢纽，也是空间站扩建的枢纽。
“天和”核心舱好比是大树的树干，其他舱段都会安装在它的接口上，如同大树的根、枝、叶，不断向外延伸。
也就是说，必须先有核心舱，才会有其他舱。
与国际空间站相比如何？
天宫空间站由一个核心舱和两个实验舱组成，总重约66吨。这一规模是和平号空间站的1/2，国际空间站的1/6。答案很直白，就是不如对方大。
然而，我国空间站是不求规模，但求实用。适合的，才是最好的。
第一，拿天宫和国际空间站比是很不公平的。
国际空间站参与出资建造的国家有16个，以美俄为主导，集合了世界上大多数发达国家的力量。而天宫是我国独自自主研发的。
第二，相较于第一、二代空间站，第三代的积木式空间站已经是一个巨大的跨越。
第四代空间站虽然确实可以依赖桁架式结构做到更大，但并没有跨越式的优势。并且天宫经过拓展可以达到180吨级。
第三，强行建设大型空间站也意味着需要更加强劲的运载火箭，并导致预算呈指数级增长。
国际空间站20年间的建造维护运营费用超过了2000亿美元（约合12850亿元人民币）！据载人航天工程新闻发言人武平2012年透露，当时我国载人航天工程总经费约390亿元。从1992年到2012年，我国20年间的总花费也就200亿元，不及美国一年的预算。属实是花小钱，办大事。
这种发展思路符合中国国情，综合了当前的需求因素，不盲目攀比。不搞像国际空间站那么大规模的空间站，而是采用规模适度、留有发展空间的思路，既可以满足科学研究的需要，又同时具备扩建和支持往来飞船对接的能力。
第四，因为技术后发优势，实际上天宫空间站能完成的事情不亚于国际空间站。从太阳能电池板的发电功率看来：中国空间站是80kW，国际空间站是100kW，只差了一点。
从实验机柜来看：中国的天宫空间站是23个，国际空间站共43个（其中美国23个、俄罗斯10个、日本5个、欧洲5个）。
科研机柜的数量是衡量一座空间站应用效能的重要指标，这么看来我们的数量已经等同于美国。从成本来看，绝对划算。
由此可见天宫的空间利用率更高，在100吨左右的规模下基本能实现国际空间站的全部功能。
第五，有更好的标准化设计，减少了不必要的浪费。
国际空间站上各国产品并未完全统一标准。例如，美国NASA、美国SpaceX（龙飞船）、俄罗斯、欧盟等舱段对接口的制式都不相同，必须改装或加装转接口才能相互连接。实验室的标准也不尽相同，各做各的。
第六，也是最关键的，天宫的部组件和原材料全部国产化，关键核心元器件100%自主可控。
也就是说是我国完全自主研发的，是“自己的房子”，有绝对自主权而无需看他人脸色。
此外，作为国际空间站主要参建方的俄罗斯只有两个5吨级微型实验舱可用。欧空局为国际空间站的建设也出力很多，但仅有的一个哥伦布实验舱还要分出一半空间给NASA。
所以，关于天宫空间站，我国明确向各国开放实验合作项目并免费提供这些科研项目的运输服务，但要求科研成果与数据必须无条件与我国共享。
由此可见，天宫的合作模式是真正的互利共赢：一方面我们用最小的成本收获大量科研成果；另一方面项目申请国也能得到其想要的科研成果。这与国际空间站的门户有别完全不同，可以更加聚焦科研产出，避免不必要的资源消耗。
凡是过往，皆为序章。面对人类航天的辉煌历史，天宫空间站正在用实际行动书写属于自己的篇章！
文 | 田硕 瞭望智库观察员
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参考资料
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三体引力波，《中国太空站为什么走的是独木桥？》
三体引力波，《天和号开启中国空间站元年，全球进入两大空间站并行时代》
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中国载人航天，《首次交会对接任务概况》
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人民网，《邓小平同志与中国科技事业：863计划出台始末》
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航天面面观，《天宫一号发射七周年纪念|天宫一号的诞生、亮相……》
航天面面观，《中国空间站核心舱首次整体亮相 未来我国空间站到底什么样？一探究竟！》
太空精酿，《上演“太空之吻”，航天器的交会对接技术如何搭建“鹊桥”？》
太空精酿，《1992年9月21日，中国载人航天工程开始！》
太空精酿，《为什么修一个“不如”国际空间站的天宫？》
中国科学院，《“天宫二号”科普来了（六）：自拍神器+守护使者，这颗伴星不简单！》
新华网，《天宫二号：我国第一个真正意义上的太空实验室》
NASA之光，《“天宫号空间站”——中国的空间站计划全解读》
澎湃新闻，《拉开中国载人空间站建设大幕，核心舱为什么重要？》
新华视点，《四问中国空间站》
原标题：《714，863，921……》