天宮空間站外形大變！規模急劇擴大，核心艙電推發動機後來居上

近日，我國載人航天辦公室與聯合國外空司聯合公布了入選天宮空間站的第一批國際合作項目，一座全新定義的「新國際空間站」仿佛已經初具雛形。有了第一批自然也就有後續的多輪多批國際合作，那麼，天宮空間站有足夠的空間容納這些合作項目麼？

自由號國際空間站

發展航天事業尤其是載人航天工程都是很消耗財力的事，比如目前在軌運行重達420噸的自由號國際空間站建設運營成本早已突破一千億美元，用這筆錢可以造20艘10萬噸級尼米茲核動力巨艦。

由我國單獨承建的天宮空間站自然是要有所為有所不為，通常媒體宣傳認為天宮空間站最大規模就是一座由天和號核心艙、問天號實驗艙、夢天號實驗艙加上一艘神舟載人飛船以及一艘天舟貨運飛船組成的80噸級空間站，實際上這早已是老黃曆。自2010年立項以來天宮空間站也經歷了多次設計改動，目前最新構型與最初版本對比也有很大不同。

天宮採用雙自由度衍架式太陽能電池翼

首先是兩個20噸級實驗艙電池翼升級為衍架結構雙自由度柔性砷化鎵太陽能電池翼，不僅光電轉換效率超過了30%，同時電池翼面積也成倍提升，供電能力更強。

然後是原本布置在2號實驗艙位置的巡天光學艙被單獨分離出來與天宮空間站共軌運行，但它仍屬於空間站組成部分。獨立運行的巡天光學艙也是十幾噸的大個頭，被視作中國版哈勃空間望遠鏡，就噸位而言與鎖眼偵察衛星大體相當，同時兼具對地觀測能力。

巡天光學艙具備對天對地雙重觀測能力

問天號實驗艙與天和號核心艙各配有一部大型多自由度機械臂，兩隻機械臂可單獨使用也可組合交叉使用，主要用於空間站在軌組裝、維修等任務。

天宮與自由號國際空間站都運行在近地400公裡軌道，在高空稀薄大氣阻力下都面臨軌道衰減問題。比如自由號國際空間站每個月都會衰減2公裡高度，因此需要發動機點火提升軌道高度。

大功率電推力發動機已經投入在軌應用

此時天宮的後發優勢就體現出來了，我們在天和號核心艙上配置了大功率LT-100型霍爾電推系統。由於電推系統優異的比衝性能所以消耗燃料更少，因此天宮空間站一年只需發射一艘13噸級天舟貨運飛船就可以滿足燃料補給需求，效費比更優，而不是像自由號國際空間站那樣每年需要發射4艘貨運飛船。

天舟貨運飛船載荷比達到全球領先水平

進入今年以來中國航天各系統已經全線邁進空間站時代，天和號核心艙、神舟系列飛船、天舟貨運飛船、問天號實驗艙全部進入最後準備階段，眼瞅著天宮空間站即將夢想照進現實，老外們也終於按捺不住。

空間站

近日，來自歐洲大陸的義大利宣布他們正在與我國推進聯合研製「中意合作艙」工作，這意味著天宮空間站將迎來首次擴容，從公布內容來看「中意合作艙」將在天和號前端節點艙前向接口對接，合作艙規模絲毫不亞於天和號核心艙，至少也是20噸級，由高能宇宙射線探測艙、服務艙、推進艙三艙組合而成。

水平對稱T形布局的天宮

對接中意合作艙之後天宮空間站將由水平對稱T形布局轉變成水平對稱十字形布局，到那時天宮空間站將擴容至120噸級（包括巡天光學艙在內）。與此同時中意合作艙加上空間站節點艙還有剩餘3個對接口，還可以繼續對接擴容艙段，比如核心艙我們也有備份發射計劃，它可以像搭積木一樣與天宮對接。

隨著我國航天國際合作的深入推進，只要有需求同樣可以擴大成自由號空間站的400噸級。

天和號核心艙前端對接節點艙

比如俄羅斯目前在地面還有一座計劃對接自由號空間站的核心艙沒有發射，他們計劃待國際空間站退役之後將己方艙段與之分離，屆時也完全可以與天宮對接擴大國際合作規模。

天宮空間站是中國人的空間站，同時它也屬於全人類，展開對外合作也是建立在中國標準體系下的合作。近日載人航天總師周建平披露，天宮空間站針對通過嚴格篩選的國際合作項目免費提供貨物上行發射以及在軌運營服務。很多人一看到「免費」二字立馬就覺得難道這是要吃虧的節奏？

天和號核心艙

答案顯然不是，因為通過篩選的項目不論是科技含量還是應用價值都是最高標準，最重要的一點在於成果數據共享，也就是說外方出錢造設備然後數據必須也同時共享給我們，究其根本這是建立在我方獲利基礎上的雙贏合作。針對一些不合要求的合作項目我們自然有權拒絕，比如第一批項目審查中來自美國的項目就因為技術問題不達標而沒有通過選拔。

測試中的空間站機械臂

軌道空間站是空間探索領域最高階的大科技工程，放眼全球目前沒有一座單獨由一國承建的空間站在軌運行，我們通過天宮空間站的建設運營將全面突破掌握載人航天所有核心技術，到那時我們在太空就真的是海闊憑魚躍天高任鳥飛，進入自由發展的新境界。