近日，由中國航天科技集團(tuán)五院抓總研制的我國空間站核心艙初樣產(chǎn)品和新一代載人飛船試驗船安全運(yùn)抵中國文昌航天發(fā)射場，將分別參加長征五號B運(yùn)載火箭發(fā)射場合練及首飛任務(wù)，中國空間站在軌建造任務(wù)大幕即將拉開。那么，我國空間站和新一代載人飛船有哪些新特點？為什么要合練呢？
空間站核心艙：控制中樞&“太空之家”，寬敞，舒適，有WiFi
中國空間站由“天和”核心艙、實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ3個主要艙段構(gòu)成。其中，“天和”核心艙全長16.6米，直徑4.2米，重約22噸，是未來空間站的指揮控制中心。航天員的生活起居要在這里進(jìn)行，并將在此開展一定的空間科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。
▲ 2018年珠海航展，航天科技集團(tuán)展示的空間站核心艙
核心艙由節(jié)點艙、小柱段、大柱段、資源艙以及后端通道組成。后端通道可供航天員出入貨運(yùn)飛船。
除了最末端的貨運(yùn)通道用來對接飛船外，最前端的球形節(jié)點艙還有4個對接機(jī)構(gòu)：前面和底部的用來對接載人飛船，旁邊兩個則對接實驗艙Ⅰ和實驗艙Ⅱ。同時，頂部還有一個出艙口，供航天員開展出艙活動。
也就是說，無論是貨運(yùn)飛船還是載人飛船，未來都需要?？吭诤诵呐撋?，其重要地位顯而易見。
為了讓航天員在太空中的長期生活能夠更加舒適，核心艙在設(shè)計上較過去有了很大的突破。核心艙上供航天員工作生活的空間大約50立方米，未來加上兩個實驗艙后，整體能夠達(dá)到110立方米。此外，空間站還為每個航天員配置了一臺平板電腦，除了可以連接艙內(nèi)設(shè)備進(jìn)行工作和監(jiān)測外，還可以連“WiFi”上網(wǎng)。
中國空間站：15年壽命，3人常駐，半年輪換，科學(xué)實驗條件好
我國空間站任務(wù)壽命將達(dá)到15年左右，可供3名航天員長期在軌駐留，半年一輪換，可供6人短期駐留10天左右，以便交接班。
空間站長期在軌穩(wěn)定運(yùn)行、航天員長期駐留，對我國航天器的研制技術(shù)提出了新的要求。此前，我國航天員在軌飛行的最高紀(jì)錄是33天，那時，航天員生存所必需的水和氧氣可以由航天器直接從地面搬到太空中。而想讓航天員實現(xiàn)更久的在軌停留，就要使用“再生式生命保障”等技術(shù)，來保障物資供應(yīng)。部分技術(shù)已在天宮二號空間實驗室上進(jìn)行了初步的驗證。
除了保證航天員的長期駐留外，空間站本身的在軌壽命，也需要技術(shù)手段保障。在提高產(chǎn)品壽命的同時，設(shè)計師們還攻克了一系列難關(guān)，使空間站60-70%的設(shè)備都可以維修，并為航天員開展維修工作提供了的便利。
這一系列突破將大大提升空間站的空間科學(xué)研究能力。從航天醫(yī)學(xué)、航天生物學(xué)，到微重力流體物理學(xué)，10多個方向的科學(xué)研究已經(jīng)“安排”上了。艙外還設(shè)了暴露平臺和大型載荷掛點，支持開展暴露實驗。
新載人飛船將兼顧深空探測任務(wù)
我國新一代載人飛船將同時兼顧近地軌道任務(wù)和更遠(yuǎn)的深空探測。深空探測任務(wù)返回地球的速度更快，對飛船的結(jié)構(gòu)和防熱性能會帶來更大的考驗。
研制團(tuán)隊采用了全新的防熱材料和防熱結(jié)構(gòu)，耐熱能力相當(dāng)于神舟飛船的3到4倍。在返回再入控制上，也會保證落點精度、保證過載不超過航天員的承受范圍。此次發(fā)射還將驗證更加安全的“群傘+氣囊”著陸方式，以及飛船可重復(fù)使用的相關(guān)技術(shù)。
此次發(fā)射后，研制團(tuán)隊將對飛船返回后的狀態(tài)進(jìn)行評估和分析。驗證關(guān)鍵技術(shù)后，飛船將轉(zhuǎn)入到全系統(tǒng)的研制和功能驗證，為最終的載人飛行作準(zhǔn)備。
新載人飛船能載貨、能載人，最多上天6個人
過去，神舟飛船一次可以運(yùn)載3名航天員。而新一代載人飛船的目標(biāo)，則是達(dá)到6名航天員。
同時，新一代載人飛船還可以運(yùn)貨。比如，3名航天員乘坐的時候，就可以搭載約500公斤的貨物。
我國此前的天舟貨運(yùn)飛船雖然擁有很大的上行運(yùn)輸能力，也就是將貨物從地球運(yùn)輸?shù)娇臻g站的能力，但不具備將貨物從空間站帶回地球的能力，而這一能力在未來的空間站時代極為重要。
譬如，在空間站上開展微生物實驗的樣本，或在太空制造的產(chǎn)品，需要帶回地面上做更好的研究。這時，新一代載人飛船的“帶貨”回地球能力就派上大用場了。通過靈活配比，新飛船將與天舟貨運(yùn)飛船互補(bǔ)，便于后續(xù)任務(wù)的組織安排。
新載人飛船將實現(xiàn)可重復(fù)使用
新載人飛船采用了返回艙+服務(wù)艙的兩艙設(shè)計，將大部分有價值的產(chǎn)品都集中放在返回艙內(nèi)，這樣一來，當(dāng)返回艙著陸地面后，飛船上大多數(shù)的設(shè)備就都可以進(jìn)行重復(fù)使用了。
▲ 2018年珠海航展，航天科技集團(tuán)展示的新一代載人飛船縮比返回艙
和神舟飛船相比，新飛船的外層防熱材料不再采用和飛船整體一體的設(shè)計，改用可拆卸的模式，目的也是為了每次飛行完成后方便更換。再加上氣囊緩沖的落地方式，可以更好地保護(hù)飛船本身不受損壞，保障飛船的再次使用。
新一代載人飛船研制團(tuán)隊將力爭實現(xiàn)返回艙可重復(fù)使用10次，逐步降低成本。
合練：除了“點火”，其他的都“演”到位，提前排除問題
發(fā)射合練，簡單來說，就是完全按照正式發(fā)射任務(wù)進(jìn)行模擬演練，只不過不會真正執(zhí)行最終的點火指令。通過合練，可以全流程、全要素、全過程模擬正式發(fā)射任務(wù)，全面驗證空間站核心艙與運(yùn)載火箭、發(fā)射場之間的配合，提早發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。
本次合練任務(wù)預(yù)計需要3個月左右，將驗證空間站系統(tǒng)各艙段在發(fā)射場的工作項目以及測試發(fā)射的流程，為正式發(fā)射任務(wù)提前做好準(zhǔn)備，奠定基礎(chǔ)。
而我國新一代載人飛船的試驗船將直接進(jìn)入正式發(fā)射前的準(zhǔn)備階段，首次飛行試驗不會載人。由于空間站和新飛船均會由長征五號B運(yùn)載火箭發(fā)射，新飛船的發(fā)射還將是長五B的首飛任務(wù)，因此，此次空間站核心艙的合練還將提前驗證火箭的發(fā)射流程。
