天和核心舱
天和核心舱是中国天宫空间站的核心舱，是该空间站首个被发射入轨的舱段。于北京时间2021年4月29日中午11时23分发射升空[2]。天和核心舱是天宫空间站的管理和控制中心，也是航天员的主要活动场所[3]。天和核心舱與问天实验舱对接完成，后续将与梦天实验舱对接，组建成总重约60吨的天宫空间站的基本构型。
 天和核心舱模拟图，机械臂处于核心舱后方的日常停泊位置。 | |
| 空间站组件参数 | |
|---|---|
| 国际卫星标识符: | 2021-035A |
| 衛星目錄序號 | 48274 |
| 属于: | 天宫空间站 |
| 发射时间: | 2021年4月29日 11时23分15.613秒（UTC+8） |
| 发射载具: | 长征五号B运载火箭（遥二） |
| 质量: | 22.5公噸（22.1長噸；24.8短噸） |
| 长度: | 16.6米（54英尺） |
| 直径: | 4.2米（14英尺） |
| 体积: |
|
.jpg) 天和核心舱发射升空 | |
| 任务类型 | 天宫空间站组件发射 |
|---|---|
| 运营方 |  中国载人航天工程办公室 |
| 国际卫星标识符 | 2021-035A |
| 衛星目錄序號 | 48274 |
| 任務時長 | 1298天15小时又56分 |
| 航天器属性 | |
| 航天器 | 天和核心舱 |
| 航天器类型 | 空间站舱段 |
| 制造方 | 中国航天科技集团 |
| 發射質量 | 22.5吨 |
| 任務開始 | |
| 發射日期 | 2021年4月29日 11时23分15.613秒 |
| 运载火箭 | 长征五号B运载火箭（遥二） |
| 發射場 | 文昌航天发射场 |
| 軌道參數 | |
| 参照系 | 地心轨道 |
| 軌域 | 低地球轨道 |
 天和核心舱发射任务标识 | |
命名
2011年4月，为满足技术管理和对外宣传的需要，中国载人航天工程办公室开展了中国空间站征名活动，对社会公开征集空间站及其各个组成舱段的名称。[4]
2011年8月，载人航天工程办公室公布了初选结果，其中核心舱的前30个提名名称为："翱翔、奋斗、耕耘、功勋、华夏、华心、辉煌、开拓者、凌霄、龙芯、旗舰、瑞龙、盛世、使命、首望、司空、太和、天枢、天厅、天行者、天域、团结、未来、问天、霞飞、祥龙、炎黄、玉清宫、珠峰、卓越"。[5]
根据神舟飞船总设计师、评委会成员之一的戚发轫透露，评审组从30个候选名称中进一步筛选出了十个名字："天枢、问天、翱翔、使命、华夏、团结、首望、太和、华心、开拓者"。戚发轫本人倾向于“天枢”和“太和”，但后来工程一线科技人员中有人提出将这二者合二为一，称之为“天和”，既有“天地人和”之意，喻指中国空间站与宇宙和谐相处，并可较好地体现核心舱聚拢、团结其它各舱段的含义。
2013年10月底，中国载人航天办公室正式公布了命名结果，核心舱被最终命名为“天和”。[4]
制造与发射
2018年11月，天和核心舱完整模型在珠海中国国际航空航天博览会上展出[6]。
2019年9月，天和核心舱完成初样研制，转入正样研制阶段。在初样阶段和正样阶段，天和核心舱分别进行了力学试验、热试验、三舱联试试验和舱段转位专项试验等大型试验[7]。
2021年1月，空间站天和核心舱、天舟二号货运飞船、空间应用系统核心舱任务产品分别顺利通过载人航天工程主管部门组织的出厂评审[8]。
2月22日，执行天和核心舱发射任务的长征五号B遥二运载火箭运抵文昌航天发射场，与与先期已运抵的天和核心舱一起按计划开展发射场区总装和测试工作[9]。
4月23日，天和核心舱与长征五号B遥二运载火箭的组合体被顺利转运至发射区[10]。
2021年4月29日11时23分，搭载空间站天和核心舱的长征五号B遥二运载火箭在文昌航天发射场点火升空。11时31分，天和核心舱与火箭成功分离，进入预定轨道。12时36分，太阳能帆板两翼顺利展开且工作正常，发射任务取得成功[2]。随后，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平代表党中央、国务院和中央军委致电祝贺任务成功[11][12]。
关键技术验证
2021年5月18日左右，天和核心舱先后完成交会对接、航天员驻留、机械臂等平台功能测试，以及空间应用项目设备在轨性能检查，並进入交会对接轨道[13]。
有人運行期
2021年6月17日9时22分，长征二号F遥十二运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射神舟十二号载人飞船，后者于约6.5小时后与天和核心舱完成自主快速交会对接[16][17]。航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波先后进入天和核心舱，中国人首次进入自己的空间站[18]。
6月23日上午，中共中央总书记习近平与天和核心舱上的航天员进行天地通话[19]。
7月4日8时11分至14点57分之间，神舟十二号乘组中的刘伯明、汤洪波完成了中国空间站建造阶段航天员的首次出舱活动，总时长6小时46分钟，大幅刷新了2008年神舟七号约20分钟的出舱活动记录[20]。
9月16日，神舟十二号乘组撤离空间站天和核心舱进入载人飞船。飞船于当日8时56分与核心舱分离，随后与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验，成功验证了径向交会技术。9月17日13时34分，神舟十二号载人飞船返回舱安全降落在东风着陆场预定区域，天和核心舱的首次载人飞行与驻留任务取得圆满成功。[21]
功能与配置
柱段組成
天和核心舱全长16.6米，重约22.5吨，体积比国际空间站的任何一个舱位都大[22]。核心舱由节点舱、小柱段、大柱段、后端通道及资源舱组成，大柱段直径4.2米，小柱段约2.8米。
生命維持系統
核心舱是空间站的管理和控制中心，负责空间站组合体的统一管理和控制，为空间站提供指导、导航和方向控制，还为空间站提供动力、推进和生命支持系统[23][24]。
居住性
生活方面，核心舱密封舱内部具有3倍于天宫二号空间实验室的航天员活动空间，配备3个独立的卧室和1个卫生间，保证航天员日常生活起居。就餐区域配备食品加热、冷藏、饮水设备和可收放餐桌，方便航天员就餐。[2]工作方面，舱内安装3个科学实验机柜和1个应用任务公用支持机柜。
电力由两个可操控的柔性太阳能发电阵列提供，它们利用光伏电池将阳光转化为电能，可产生共18千瓦的电量。当空间站进入地球的阴影部分时，它们就会被储存起来为空间站提供能量。太阳翼单翼长12.6米，面积67平方米，双翼面积134平方米。
推進器
补给船将为舱体的推进引擎补充燃料以备空间站使用，以抵消大气阻力的影响。核心舱亦配备了4台HET-80霍尔效应推进器，每台推进器的推力为80毫牛；将同时启动其中两台推进器，以进行轨道保位[25][26]。2021年9月23日到24日，天和核心舱的霍尔电推进子系统的四台推力器完成首次在轨点火测试，电压、电流、流程各遥测参数均正常，这是电推进系统首次工程应用于载人航天器[27]。
机械臂
天和核心舱所配置的空间站主机械臂被称为“天和机械臂”，是目前中国同类航天产品中复杂度最高、规模最大、控制精度最高的空间智能机械系统。其大致结构类似于加拿大臂（Canadarm），展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量。机械臂的肩部设置了3个关节、肘部设置了1个关节、腕部设置了3个关节，每个关节对应1个自由度，具有七自由度的活动能力[28]，可承担包括支持航天员出舱活动、舱段转位、舱外货物搬运、舱外状态检查以及舱外大型设备维护等任务。机械臂还具备“爬行”功能，通过末端执行器与目标适配器对接与分离，同时配合各关节的联合运动，从而实现在舱体上的爬行转移[28]。
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视频资料
图集
装配与测试
结构件模型
展示于中国科学技术馆的天和核心舱等比例模型，由结构件实物改造而来。
视频资料
参见
参考文献
- ^ 朱光辰. 我国载人航天器总体构型技术发展. 航天器工程. 2022, 第31卷 (第6期): 47 [2023-02-16]. （原始内容存档于2023-02-16）.
- ^ 2.0 2.1 2.2 空间站天和核心舱飞行任务新闻发布会召开. 中国载人航天官方网站. 2021-04-29 [2021-07-13]. （原始内容存档于2021-07-13）.
- ^ Liang, XiaoFeng; Ren, XiaoQiang; Ding, Rui; Zhou, Yan; Xian, KuiCheng. Design and verification of the energy system of the China space station core module. SCIENTIA SINICA Technologica. 2022-09-01, 52 (9). ISSN 1674-7259. doi:10.1360/SST-2021-0496 （英语）.
- ^ 4.0 4.1 集大众智慧于探索 融中华文化于飞天——中国载人航天工程标识及空间站名称诞生始末. 2013-11-05 [2021-05-02]. （原始内容存档于2021-05-02）.
- ^ 中国载人航天工程标识及空间站名称标识初选结果揭晓. 中国载人航天工程官方网站. 2011-08-05 [2021-07-18]. （原始内容存档于2021-07-18）.
- ^ 倪伟. 中国空间站核心舱珠海航展首次亮相. 新华网. 新京报. 2018-11-06 [2021-07-18]. （原始内容存档于2021-08-04）.
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- ^ 长征五号B遥二运载火箭安全运抵文昌航天发射场. 中国载人航天工程官方网站. 2021-02-22 [2021-07-17]. （原始内容存档于2021-02-26）.
- ^ 空间站天和核心舱器箭组合体转运至发射区. 中国载人航天工程官方网站. 2021-04-23 [2021-07-17]. （原始内容存档于2021-07-17）.
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习近平总书记开始同正在天和核心舱执行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波天地通话。
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- ^ 空间站工程研制进展 (PDF). web.archive.org. 2016-09-14 [2021-04-29]. 原始内容存档于2016-09-14.
- ^ 周建平：走进新时代的中国载人航天工程. 中国载人航天工程网. 2018-04-24 [2021-07-04]. （原始内容存档于2021-05-19）.
- ^ David, Leonard. China Details Ambitious Space Station Goals. Space.com. 8 March 2011 [2021-04-29]. （原始内容存档于2021-06-21） （英语）.
- ^ 拥有史上最复杂推进系统，天和核心舱的“三个首次”. [2021-04-30]. （原始内容存档于2021-05-23）.
- ^ 航天六院801所十年磨一剑 空间站电推进系统成功首秀. 中国航天科技集团六院. 2021-09-26 [2021-09-26]. （原始内容存档于2022-04-24）.
- ^ 28.0 28.1 张泉; 胡喆. 核心舱机械臂 天地通信“天路”——多项技术突破为出舱活动保驾护航. 中国载人航天工程官方网站. 2021-07-04 [2021-07-18]. （原始内容存档于2021-07-06）.