根據中國載人航天工程辦公室發(fā)布的消息，我國空間站的核心艙“天和”號與長(cháng)征五號B遙二運載火箭組合體已轉運至發(fā)射區，正在進(jìn)行發(fā)射前的準備工作。
中國空間站天和核心艙器箭組合體轉運至發(fā)射區（圖片來(lái)源見(jiàn)水?。?/span>
回顧人類(lèi)的航天史，當把人類(lèi)送入太空還處于概念和想象中時(shí)，齊奧爾科夫斯基、馮·布勞恩等航天界的先驅們就已經(jīng)提出了空間站的設想。從國外載人航天技術(shù)的發(fā)展過(guò)程看，發(fā)射和運行大型空間站，讓航天員在太空與地面間穿梭成為日常，是載人航天技術(shù)走向成熟的標志。
從2003年神舟五號首次將中國航天員送入太空至今，在18年的歲月中，我國的載人航天工程已經(jīng)成功進(jìn)行了載人飛船和短期空間實(shí)驗室的發(fā)射和運行，完成了1992年中央批準立項時(shí)提出的“三步走”規劃中的前兩步，即將邁向自己的“成人禮”——建設長(cháng)期有人駐留的大型空間站。
為什么各國紛紛要建空間站？別急，看完這篇，你就知道了。
Part.1
具有軍事化色彩的空間站
在上世紀六十年代初美蘇剛剛掌握載人航天技術(shù)時(shí)，就提出了各自的空間站計劃。除了在宣傳上占據先機、顯示自己國家技術(shù)實(shí)力的強大外，當時(shí)兩國設計的空間站還帶有強烈的軍事色彩。
蘇聯(lián)早期的軍用空間站使用了“禮炮”的名稱(chēng)，甚至還將一門(mén)機炮安裝到了禮炮3號空間站上，在沒(méi)有航天員駐留時(shí)，在太空中真的鳴響了“禮炮”，進(jìn)行了一次實(shí)彈射擊試驗。
美國也曾經(jīng)提出過(guò)MOL項目，通過(guò)航天員的在軌操作來(lái)監視蘇聯(lián)的軍事動(dòng)態(tài)。由于當時(shí)美國尚未掌握交會(huì )對接技術(shù)，因此MOL設想對雙子星飛船進(jìn)行改進(jìn)，將航天員直接放入空間站內發(fā)射到太空中，完成一個(gè)月的偵查任務(wù)后返回。
禮炮3號同款機炮 （來(lái)源：russianspaceweb.com）
不過(guò)在之后的時(shí)間里，無(wú)人偵查衛星的發(fā)展使得空間站的軍事功能變得越來(lái)越?jīng)]有必要。
在空間站工程技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，空間站存在的目的和執行的主要任務(wù)也逐步回歸了航天先驅們的“初心”：人類(lèi)飛往深空的前哨站，人類(lèi)在太空中的大型科學(xué)實(shí)驗平臺。
Part.2
進(jìn)入太空也許是每個(gè)人夢(mèng)寐以求的事情，但長(cháng)期呆在太空中可能并不是一件十分輕松的事情。未來(lái)，要讓航天員愉快舒適的完成火星之旅，我們必須先搞清楚長(cháng)時(shí)間的太空飛行究竟會(huì )對人體產(chǎn)生怎樣的影響。
2019年，一篇發(fā)表在《科學(xué)報告》（ScientificReports）上的論文發(fā)現，當航天員在太空中生活久了之后，航天員身體上的微生物群落情況也會(huì )相應地發(fā)生變化。更有趣的是，一旦結伴去了太空，航天員小伙伴們腸道中的細菌的種類(lèi)和組分會(huì )變得越來(lái)越一致。
去年，美國科學(xué)家對完成長(cháng)時(shí)間航天飛行的航天員大腦進(jìn)行了核磁共振掃描分析，發(fā)現航天員們的大腦的體積有所膨脹，某些結構的形狀還發(fā)生了改變。
國際空間站 （來(lái)源：NASA）
這兩項研究是長(cháng)期太空飛行效應研究的一個(gè)縮影，而研究對象都是曾經(jīng)在國際空間站上工作的航天員。目前，國際空間站是唯一一個(gè)可供航天員長(cháng)期駐留太空的航天器，航天員在空間站上的平均工作時(shí)間大約為6個(gè)月。
除了考察太空飛行對人的影響外，空間站還可以測試未來(lái)可能用于太空飛行的各種技術(shù)設備。
目前，正在空間站上使用的ECLSS系統可以將各種使用過(guò)的水，甚至是航天員的尿液進(jìn)行匯集處理，并再次產(chǎn)生潔凈的、可供飲用的水。技術(shù)人員們希望這個(gè)系統在國際空間站上測試改進(jìn)后，未來(lái)能夠用到火星上。
當然，長(cháng)期“喝尿”會(huì )不會(huì )讓航天員心理崩潰，可能也是需要研究的課題之一。
空間站也有望成為航天器飛向深空或降落行星前的中轉站。美國正在計劃建設的“深空門(mén)戶(hù)”月球軌道空間站，就將在未來(lái)承擔起這一職能。
總之，人類(lèi)如果想親身飛往更遙遠的太空，空間站必然是第一站。
雖然空間站運行在低地球軌道上，與地面的距離不過(guò)幾百公里，相比于月球火星等天體與地球的距離，顯得“近在咫尺”。但是這里已經(jīng)進(jìn)入了太空，可以獲得微重力環(huán)境，也就是我們俗稱(chēng)的“失重”環(huán)境。這種在地面上難以長(cháng)時(shí)間獲得的特別環(huán)境，讓空間站成為了理想的科學(xué)實(shí)驗平臺。
比如說(shuō)，在太空中，原子團由于重力的消失會(huì )獲得不同的運動(dòng)形態(tài)，科學(xué)家們可以利用這一變化，在空間實(shí)驗室中對更加準確的冷原子鐘進(jìn)行試驗。原子鐘是北斗等衛星定位系統的核心元件，高精度的原子鐘未來(lái)有望讓衛星定位變得更加準確。
同時(shí)，由于重力的“消失”，再也不會(huì )有“水往低處流”的現象，可以對流體力學(xué)問(wèn)題展開(kāi)新的研究。
而脫離了大氣層的阻擋和干擾，觀(guān)測儀器還可以接收到伽馬波段的天體輻射信號。伽馬射線(xiàn)雖然對人體有害，但卻攜帶了宇宙中最劇烈的爆發(fā)現象的信息，通過(guò)伽馬波段的觀(guān)測，科學(xué)家們可以了解黑洞和中子星等天體變化的規律，以及太陽(yáng)耀斑發(fā)生的規律。在太空中培育農作物，不但可以為未來(lái)在月球或者火星種菜做一些探索，還能對重力影響植物生長(cháng)的情況作出研究。
以上這些實(shí)驗內容，都已經(jīng)在“天宮二號”空間實(shí)驗室開(kāi)展過(guò)。作為我國大型空間站的“初代型號”，在軌運行期間，天宮二號已經(jīng)顯示出了作為太空穩定大型實(shí)驗平臺的優(yōu)勢。
其實(shí)，在航天飛機尚未退役的年代，類(lèi)似的實(shí)驗還可以通過(guò)航天飛機貨艙中安置的SpaceLab實(shí)驗艙來(lái)完成，我國的實(shí)踐十號返回式衛星，也是一個(gè)理想的空間微重力實(shí)驗平臺。
然而，航天飛機和返回式衛星在太空逗留的時(shí)間無(wú)法和空間站相提并論，無(wú)法進(jìn)行長(cháng)期持續的實(shí)驗。而衛星中的實(shí)驗裝置不但體積規模受限，還無(wú)法由航天員操作完成一些復雜的操作。
從國際空間站二十年來(lái)運行的情況看，其搭載的科學(xué)實(shí)驗不但產(chǎn)生了不少重大的科學(xué)發(fā)現，還“反哺”了地球，將不少成果應用到了國計民生中。
建成后的中國空間站 （來(lái)源：參考內容1）
未來(lái)，在我國的大型空間站完成建設后，將有兩個(gè)專(zhuān)門(mén)的實(shí)驗艙承載科學(xué)實(shí)驗設施，開(kāi)展規模更大、更加豐富的科學(xué)實(shí)驗，中國科學(xué)院空間應用工程與技術(shù)中心等多家科研單位在其中將扮演重要角色。
在計劃的十余年運行期間，獲得的實(shí)驗樣品可以由航天員在返回地球時(shí)捎帶回地面，新的實(shí)驗設備也可以由貨運飛船上送到空間站中，不斷為我國的科學(xué)研究產(chǎn)出新的成果。
此外，對于國際上愿意和我們合作的國家，我們不但可以將國外的實(shí)驗裝置載入我國的空間站進(jìn)行實(shí)驗，還能夠在空間站規模擴大時(shí)直接融入國外研制的符合我國空間站標準的艙段。
Part.3
下一代航天人的啟明星
2013年6月天宮一號任務(wù)期間，航天員王亞平在太空進(jìn)行了我國首次太空授課。當時(shí)聽(tīng)講的中小學(xué)生，可能有不少都已經(jīng)進(jìn)入了大學(xué)，有些可能正在航天和空間科學(xué)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)學(xué)習，將要成為未來(lái)航天發(fā)展的主力軍。
王亞平正在進(jìn)行太空授課 （來(lái)源：中國載人航天工程網(wǎng)）
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