新華社北京３月８日電 題：中國載人航天工程總設(shè)計師獨(dú)家“解密”中國空間站和天宮二號

新華社“新華視點(diǎn)”記者

全國兩會上公布的“十三五”規(guī)劃綱要草案提出，將深空探測及空間飛行器在軌服務(wù)與維護(hù)系統(tǒng)作為“科技創(chuàng)新２０３０——重大項目”六大重大科技項目之一。全國政協(xié)委員、中國載人航天工程總設(shè)計師周建平８日接受新華社專訪，獨(dú)家披露了２０２０年前后建成的中國空間站和今明兩年將實施的天空二號空間實驗室的任務(wù)。

【中國空間站：多接口的“變形金剛”】

中國空間站什么樣？

周建平表示，中國計劃在２０２０年前后建成的空間站總體構(gòu)型是三個艙段，一個核心艙，兩個實驗艙，每個艙都是２０噸級，整體呈Ｔ字構(gòu)型。核心艙有五個對接口，可以對接一艘貨運(yùn)飛船、兩艘載人飛船和兩個實驗艙，另有一個供航天員出艙活動的出艙口。

“中國空間站是可以進(jìn)一步擴(kuò)展的，根據(jù)空間科學(xué)研究和應(yīng)用的需要，可以對接更多的艙段?！敝芙ㄆ秸f。

建設(shè)空間站的背后，是大型空間設(shè)施建造技術(shù)的巨大跨越。我國“天舟”貨運(yùn)飛船采用模塊化設(shè)計，具有全密封貨艙、半密封／半開放貨艙、全開放貨艙三種構(gòu)型，可以把不同的載荷包括小型艙段運(yùn)輸上去，由航天員和機(jī)械臂將其裝配到空間站上。這要求我們掌握大型空間設(shè)施的建造技術(shù)和運(yùn)營管理技術(shù)，具備強(qiáng)大的維護(hù)維修升級能力。

“中國空間站的研發(fā)，遵循了規(guī)模適度原則。這么大的工程，適度規(guī)模有利于控制工程的成本，重點(diǎn)突出載人航天的特色，突出發(fā)揮人在太空中的作用。中國空間站建成之時，國際空間站將達(dá)到壽命末期?！敝芙ㄆ秸f。

【空間站使命：太空中的國家實驗室】

“空間站的神圣使命是，成為太空中的中國國家實驗室，支持科學(xué)家從事前沿科學(xué)探索、空間技術(shù)研究和空間資源的開發(fā)和利用。最終目的是為全人類造福?！敝芙ㄆ秸f。

空間站資源十分寶貴，經(jīng)過科學(xué)慎重遴選，空間站上將搭載安裝包括生物學(xué)、材料科學(xué)、基礎(chǔ)物理、微重力、流體、燃燒等十余大類的科學(xué)研究實驗設(shè)施。

“材料科學(xué)的實驗設(shè)施設(shè)備，能夠利用太空微重力環(huán)境制備新材料，研究材料的空間使用性能。未來很多研究，孕育在新材料的研發(fā)中，具有廣闊工業(yè)價值?！敝芙ㄆ秸f，一流的太空實驗平臺，將為科學(xué)家們?nèi)〉檬澜缂壍闹卮笸黄铺峁l件保障。

【宇宙之眼：比哈勃視場角大300百多倍的巡天望遠(yuǎn)鏡】

周建平表示，未來會單獨(dú)發(fā)射一個十幾噸的光學(xué)艙，與空間站保持共軌飛行狀態(tài)。

“計劃在光學(xué)艙里架設(shè)一套口徑兩米的巡天望遠(yuǎn)鏡，分辨率與哈勃相當(dāng)，視場角是哈勃的３００多倍。如果在軌十年，可以對百分之四十以上的天區(qū)，約一萬七千五百平方度天區(qū)進(jìn)行觀測?！敝芙ㄆ秸f。

這套望遠(yuǎn)鏡，天區(qū)和波段覆蓋廣，像質(zhì)好，將是中國人的“宇宙之眼”。它可以源源不斷地為科學(xué)家們研究宇宙學(xué)和天文學(xué)提供海量的科學(xué)數(shù)據(jù)，為中國科學(xué)家站在世界科學(xué)前列、做出重大原創(chuàng)性成果提供有力支撐。

“宇宙的構(gòu)成和演化，暗能量、暗物質(zhì)、黑洞的研究……我們期待對宇宙學(xué)、天文學(xué)的基本問題取得重大突破。”周建平說。

【后發(fā)優(yōu)勢：世界領(lǐng)先的信息系統(tǒng)、太陽翼、機(jī)械臂】“中國不是最早進(jìn)入宇宙空間的，換一個角度理解，反而有后發(fā)優(yōu)勢。近年來，信息技術(shù)、新能源、自動化和人工智能技術(shù)的進(jìn)步，將綜合體現(xiàn)在中國空間站上?！敝芙ㄆ秸f。

中國的空間站基于當(dāng)代最新技術(shù)成果設(shè)計建造，信息化程度更高、能力更強(qiáng)?！坝绕湓谕ㄐ?、網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用等方面，我國的空間站都相當(dāng)先進(jìn)。這也得益于當(dāng)代技術(shù)發(fā)展和國家科技進(jìn)步。”周建平說?？臻g站如此龐大的系統(tǒng)，需要強(qiáng)有力的電力保障。

“中國空間站有兩對‘翅膀’——單翼翼展約３０米的柔性太陽翼。它們與雙軸對日定向機(jī)構(gòu)、高效能鋰離子電池等一起，構(gòu)成了空間站先進(jìn)、強(qiáng)大的電源系統(tǒng)?！敝芙ㄆ秸f，這個系統(tǒng)能夠為空間站提供可靠、充足的不間斷供電。

“目前，地面上太陽能光伏發(fā)電，太陽能到電能的轉(zhuǎn)化率一般在百分之十幾左右?？臻g站使用最新研發(fā)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，轉(zhuǎn)化效率可達(dá)３０％以上?！敝芙ㄆ秸f。

“一名航天員在艙內(nèi)操作機(jī)械臂，一名航天員在艙外太空行走。無論是艙段轉(zhuǎn)位、大設(shè)備的移動，還是航天員自身的移動，都可以通過機(jī)械臂完成?！边@不是科幻片，而是不久將來的現(xiàn)實?！爸袊臻g站有兩類機(jī)械臂，長度累計１５米。人機(jī)配合，讓空間站建造維修成為可能。”周建平說。

【太空經(jīng)濟(jì)：循環(huán)利用和高效利用】

往太空運(yùn)送物資的成本非常高，載人航天的發(fā)展必須把經(jīng)濟(jì)性作為重大、優(yōu)先問題?！斑M(jìn)行物資循環(huán)利用并提高物資循環(huán)利用率，是世界載人航天關(guān)注的重大技術(shù)挑戰(zhàn)問題?！敝芙ㄆ秸f。

中國空間站設(shè)計了完整的可再生生命保障系統(tǒng)。航天員呼出的水蒸氣會通過冷凝水的方式回收，排泄的尿液也會回收凈化，重新作為飲用水和生活用水使用。電解制氧時產(chǎn)生的氫氣與航天員呼出的二氧化碳，將通過化學(xué)反應(yīng)重新生成氧氣，這也降低了氧氣的補(bǔ)給需求。

提高單位物質(zhì)的效率是提高經(jīng)濟(jì)性的有效手段。中國空間站將采用電推進(jìn)技術(shù)作為空間站軌道維持的動力裝置，這將顯著降低空間站運(yùn)行期間的推進(jìn)劑補(bǔ)給需求。

我國也在研究下一代載人天地往返運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展思路，將瞄準(zhǔn)可重復(fù)使用的目標(biāo)，以期進(jìn)一步降低空間運(yùn)輸?shù)某杀荆岣咝б妗?/p>

【航天員：將從工程師和科學(xué)家中選拔】

目前，我國的航天員都是從現(xiàn)役空軍飛行員中選拔，主要承擔(dān)航天器駕駛?cè)蝿?wù)。“空間站將開展太空科學(xué)實驗，除了良好的身體素質(zhì)這個共性要求外，未來需要不同類型的航天員，尤其是工程師和科學(xué)家?！敝芙ㄆ秸f。

一類是能夠管理維護(hù)維修航天器的飛行工程師。設(shè)備出了故障能夠修理，新技術(shù)出來后能夠給航天器升級。這就需要從有相關(guān)教育背景和工作經(jīng)歷的人中選拔，經(jīng)過大量訓(xùn)練，成為航天員。另一類是優(yōu)秀科學(xué)家，到了太空后，觀察實驗現(xiàn)象、分析結(jié)果、調(diào)整方案、設(shè)計新的實驗方案，都需要科學(xué)家來完成。根據(jù)空間站的實驗項目，選擇相關(guān)專業(yè)背景的科學(xué)家進(jìn)行訓(xùn)練，也是未來航天員選拔一個主要方向。

【航天員中期駐留天宮二號：約３０天】

周建平表示，今年年中至明年上半年，我國將實施載人航天工程空間實驗室任務(wù)，驗證未來空間站關(guān)鍵技術(shù)。目前天宮二號已完成總裝，各系統(tǒng)正在緊張備戰(zhàn)。

今年第三季度發(fā)射天宮二號。神舟十一號飛船將乘載兩名男航天員，與天宮二號完成對接，并在太空駐留３０天。今年的載人航天任務(wù)將進(jìn)入應(yīng)用發(fā)展新階段，在天宮二號上進(jìn)行多項實驗。

“在完成和神舟十一號飛船的交會對接和空間科學(xué)實驗后，天宮二號還將在２０１７年上半年驗證天舟一號貨運(yùn)飛船的對接和資源補(bǔ)給技術(shù)?！敝芙ㄆ秸f。

【植物生長實驗：水稻和擬南芥】

周建平表示，今年下半年發(fā)射升空的天宮二號空間實驗室，將開展包括植物生長全周期實驗在內(nèi)的多項科學(xué)實驗。

“未來太空探索需要人類長期在太空生活。為了探索太空閉環(huán)生態(tài)系統(tǒng)技術(shù)，天宮二號將進(jìn)行‘從種子到種子’的植物全生育發(fā)展過程實驗。目前，計劃種植水稻、擬南芥兩種植物，考察長日照和短日照的不同生長情況?！敝芙ㄆ秸f。

【中國創(chuàng)舉：從天宮分發(fā)量子密鑰】

“空間實驗室任務(wù)的各次飛行都安排了多項空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗項目。”周建平介紹，例如天地量子密鑰傳輸試驗、激光通信試驗等，在信息安全領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

這些項目中，大多是當(dāng)前世界最前沿的探索領(lǐng)域。比如，空間冷原子鐘的實驗。天宮二號將搭載全球第一臺冷原子鐘，利用太空微重力條件，穩(wěn)定度高達(dá)１０的負(fù)１６次方。超高精度的原子鐘是衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域的關(guān)鍵核心技術(shù)。再比如三維成像微波高度計，能夠在一個寬幅的三維海平面測量中，得到精度優(yōu)于５厘米的測量結(jié)果，將海浪高低測量出來……

“中國一直本著和平開發(fā)利用太空的原則，歡迎并致力于國際合作?！敝芙ㄆ秸f，天宮二號將搭載中國科學(xué)院與瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)聯(lián)合研制的伽馬暴探測設(shè)備。這臺設(shè)備比過去國際上類似儀器的探測效率高數(shù)十倍。中歐科學(xué)家將一起測量宇宙的伽馬暴射線和散射狀態(tài)，從而研究揭示宇宙結(jié)構(gòu)、起源、演化的一些問題。

除此之外，天宮二號還將開展材料制備試驗，研究納米復(fù)合光學(xué)材料、高性能熱電轉(zhuǎn)換材料、高性能合金材料等。

【長征七號首飛：搭載新一代載人飛船返回艙】

我國無毒低污染新一代中型運(yùn)載火箭長征七號將于今年６月首飛。它將搭載一個新型縮小比例的飛船返回艙，這是我國載人航天的創(chuàng)新探索項目。周建平表示，一次發(fā)射任務(wù)囊括試驗火箭和飛船返回艙兩個新品，這是我國載人航天工程勇于擔(dān)當(dāng)、節(jié)約高效、跨越發(fā)展理念的生動詮釋。

長征七號運(yùn)載火箭２０１７年將發(fā)射我國首款貨運(yùn)飛船天舟一號，它的研發(fā)成功標(biāo)志著我國進(jìn)入空間能力得到大幅提升，這將為我國從航天大國到航天強(qiáng)國添加精彩一筆。（記者余曉潔、孫彥新、劉陽、劉斐）