天宮二號將對接我國首艘貨運飛船
出品：科普中國
製作：博覽天下（北京）教育科技有限公司 謝頓 林文傑監製：中國科學院計算機網路信息中心作為中國第一個空間實驗室，天宮一號目標飛行器已經於2011年在酒泉衛星發射中心發射升空。天宮一號任務的成功意味著我國載人航天戰略進入了新的階段。隨著神舟八號和九號陸續對接成功，我國已經掌握了「空間自動交會對接」技術，這是建造更多規模空間站的基礎。
2014年9月，與北京舉行的第27屆太空探索者協會年會上，楊利偉透露，天宮二號預計在2016年升空。天宮二號與2011年發射的天宮一號在外觀上基本相同，大小也一致——天宮一號長度10.4米，最大直徑為3.35米，質量為8.5噸。
天宮二號的發射也會使用長二F型運載火箭。根據中國航天科技集團的消息，長二F型運載火箭已經開始總裝，之後進入火箭測試階段，最終將於明年擇機發射天宮二號目標飛行器。
天宮二號的幾大亮點
天宮二號任務雖然是天宮一號的延續，但仍然有許多亮點。
首先天宮二號繼承了一號目標飛行器的基本框架，說明我國已經掌握了長期在軌自動運行、短期有人照料的空間飛行器.
其次，天宮二號任務中將對接神舟11號和「天舟一號」貨運飛船，這是二號目標飛行器的最大亮點。因為「天舟一號」是我國自主研發的第一種貨運飛船，是我國第一次實現貨運飛船與目標飛行器的對接。
第三，為了滿足任務要求，天宮二號在一號的基礎上進行了改裝。比如我國將在二號目標飛行器上展開再生生命保障技術實驗，對航天員長期在軌停留的一些基本問題進行驗證，為後續實現航天員長期居住空間站打下基礎。
除了載人飛船和貨運飛船分批對接外，天宮二號在軌停留期間還將開始一系列的科研活動，比如攜帶了高靈敏度伽瑪射線探測器，這是國際伽瑪暴偏振探測項目的一部分，旨在對宇宙中黑洞等天體進行研究。
圖2. 天宮二號任務中涉及貨運飛船對接
對接我國第一款貨運飛船
從我國載人航天戰略規划上可以看出，天宮二號的任務仍然處於建造空間站的前期開創階段。通過天宮一號任務，我國掌握了複雜的對接技術，分別進行了自動和手動對接，對接技術的成熟使得我國航天員可以通過載人飛船進入目標飛行器。
但是維持一座軌道空間站除了要有成熟的載人飛船與對接技術外，還要有貨運飛船的協助。本次天宮二號的任務就是要把貨運飛船納入空間站運營體系中，通過自動系統對天宮二號進行推進劑補給。
俄羅斯除了聯盟系列載人飛船外，在其基礎上也開發了進步系列貨運飛船，美國在太空梭退役後也開發了龍式貨運飛船和天鵝座飛船，為國際空間站提供貨物補給。
在去年的珠海航展上「天舟一號」的縮比模型已經進行了亮相。從外型上看與天宮一號較為相象，但功能上卻有很大不同。
「天舟一號」由貨物艙和推進艙構成，這是其最主要的兩大部分，發射質量為13噸左右，上行貨物運輸重量大於6.5噸，下行運力為6噸左右，屆時將有CZ-7運載火箭執行發射任務。
之所以有下行貨物的需求，是因為空間站長期運營過程中會產生垃圾，這些廢棄物需要飛船攜帶返回，最終在大氣層中銷毀。
「天舟一號」在研製過程中也以俄羅斯的進步系列貨運飛船和歐洲的自動貨運飛船為目標，吸取了它們研製過程中的問題，為天舟一號的高標準打下基礎。
為空間站建設打基礎
有了載人飛船和貨運飛船這兩大天地往返工具後，空間站的建設就要進入快車道。
在我國載人航天工程空間站建設規劃中，2020年將建成一座質量超過90噸的軌道建築，最多可對接一艘貨運飛船和兩艘載人飛船，設計壽命達到10年以上。
到目前為止，只有俄羅斯和美國在擁有軌道空間站，俄羅斯和平號已經2001年墜入大氣層，是人類第一個長期居住的軌道建築，屬於第三代空間站。
如今在軌運營的只有國際空間站，由美、俄、歐洲、日本、加拿大以及巴西航天機構率先發起，目前已經有16個國家和地區加入了這個計劃。
一旦我國的空間站順利建成，將成為地球軌道上運營的第二座長期有人照料的空間站，可開展各種空間科研活動。
在天宮二號任務之後，我國預計在2018年前後發射試驗核心艙，這是空間站建造中的關鍵結構，負責連接各個艙室，在這之後才能開始在軌道上組裝空間站。
同時，我國目前正在研發用於發射空間站核心艙和實驗艙的運載火箭，即CZ-5系列，近地軌道運載能力為20噸以上，起飛質量800多噸。該火箭將在未來空間站運營以及近地軌道任務中扮演重要作用。
同時，用於「天舟一號」貨運飛船的CZ-7運載火箭也將於2016年實現首飛，未來將逐步取代現役的CZ-2、CZ-3和CZ-4運載火箭，成為我國主力運載火箭之一。
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