近日，長征5B遙二運載火箭承載著天和一號核心艙完成了垂直轉運工作，目前它們正矗立在海南文昌航天發射場101工位，標誌著

天宮空間站正式進入發射準備階段

。

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長征5B遙二火箭垂直轉運

核心艙目前已知共有5臺產品，分別是工藝驗證核心艙、浮力水槽訓練核心艙、初樣核心艙、正樣核心艙、備份核心艙。

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工藝驗證核心艙

工藝驗證核心艙曾在第12屆中國國際航空航天博覽會上首次亮相，浮力水槽訓練核心艙用於航天員艙外行走模擬訓練。

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模擬失重水槽訓練核心艙

初樣核心艙則旨在透過初樣產品的設計、製造與試驗，對航天器結構與機構的設計進行全面鑑定，為正樣產品研製開闢通路。通常情況下初樣產品並不參與正式飛行任務，但也有例外，比如神舟一號無人飛船就是初樣產品。

2019年9月天和一號核心艙由初樣轉正樣產品研製，至2021年年初通過出廠評審，正樣產品研製前後用時不到一年半，正所謂臺上一分鐘臺下十年功，這都要歸功於工藝驗證艙、初樣核心艙等產品的積累。

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航天科技五院空間站核心艙總裝整合廠房

備份核心艙有兩個意圖，首先它是正樣核心艙的備份，正樣核心艙也被稱為“試驗核心艙”，經過在軌技術驗證評估各項指標，如果沒有問題則直接在軌轉正為正式核心艙，如若出現不符合運營標準的情況，則備份核心艙經過升級改良後再另起爐灶發射，成為天宮空間站的新核心艙。

第二個意圖建立在正樣核心艙順利在軌轉正的基礎上，作為天宮空間站二期拓展工程核心艙。

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天宮二期工程：備份核心艙對接空間站

在接下來不到兩年時間裡天宮空間站所屬各艙段、飛船將密集升空，最終我們將建成在軌規模超110噸的大型載人空間站，那麼具體將如何實施呢？

長征5B、長征7號、長征2F三型運載火箭將是天宮空間站建設與運營期間的主力運載工具，目前它們正在文昌與酒泉兩座發射場待命。

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長征5B、長征7號、長征2F

長征7號的職責是發射天舟號貨運飛船，長征2F則是馳名中外的載人火箭，主要用於發射神舟號

載人飛船

。

長征5B是天宮空間站各艙段入軌發射的專用火箭，它是我國唯一一款一級半入軌火箭

，結構大大簡化，可靠性穩步提升，火箭飛行全程無需級間分離，且只有兩個分離時序，即助推器分離與器箭分離，火箭芯一級將從起飛至入軌打滿全場，工作時間475秒。

若採用國外標準定義，長征5B可被視為單級入軌火箭，可謂是“一步登天”。

去年5月5日，長征5B遙一火箭成功將重達21。6噸的新一代載人飛船試驗船送入預定軌道，透過實際飛行任務驗證了該型火箭20噸級近地軌道運載能力，同時也驗證了大型箭體直接入軌的太空剎車技術。

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‍長征5B遙一發射新一代載人飛船試驗船

隨著天宮空間站首發任務的展開，官方也第一次公開了天和核心艙與長征5B火箭整流罩合罩畫面，類似畫面在新一代載人飛船試驗船發射任務中也有披露，新飛船在整流罩中有一種殺雞用牛刀之嫌，而核心艙卻能塞滿整個整流罩。

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天和核心艙與長征5B火箭整流罩

其實不然，新一代載人飛船試驗船雖然尺寸小，但重量卻能與空間站核心艙比肩，這是因為飛船服務艙裝載了更多燃料。核心艙則相反，由於燃料可以在軌加註，因此無需在發射階段攜帶較多燃料。

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新一代載人飛船試驗船與長征5B整流罩

長征5B以及該型火箭的整流罩本身也是為天宮空間站而生，天和核心艙全長16。6米，直徑4。2米，發射質量約22噸，包絡核心艙的長征5B整流罩則更大，後者高20。5米，直徑5。2米，除了承運核心艙，還可以承運尺寸更大的問天實驗艙與夢天實驗艙，以及巡天光學艙。

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長征5B火箭整流罩

天宮空間站的建設分為“關鍵技術驗證”與“建造”兩大階段，具體任務安排如下：

任務1：

長征5B遙二火箭發射天和一號正樣核心艙；

任務2：

長征7號遙三火箭發射天舟二號貨運飛船與核心艙後端通道對接；

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‍天舟二號與核心艙後端通道對接

任務3：

長征2F遙十二火箭發射神舟十二號載人飛船與核心艙節點艙軸向對介面對接；

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神舟十二號與節點艙軸向對介面對接

神舟十二號載人飛船靠泊核心艙三個月後撤離，由此至神舟十三號任務實施前天宮空間站將有一個短暫的無人值守期。

爾後天舟二號貨運飛船與核心艙後端通道分離，自主機動至核心艙節點艙軸向對介面對接，此舉目的有三：

①繼天舟一號之後繼續驗證航天器空間繞飛技術；

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天舟號貨運飛船

②天和一號作為空間站長期穩定執行的中控平臺有許多冗餘配置需要驗證，以往很多人都認為核心艙只有最接近服務艙的後端通道具備燃料在軌補加能力，實際上遠離服務艙的前端節點艙也有燃料在軌補加功能，天舟二號繞飛與之對接的目的之一就是驗證此項能力；

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核心艙節點艙也具備燃料在軌補加功能

③驗證機械臂轉位對接技術，在天宮空間站“建造階段”問天實驗艙、夢天實驗艙都將依託此項技術實施在軌建造任務。

任務4：

長征7號遙四火箭發射天舟三號貨運飛船與核心艙後端通道對接，此任務發生在天舟二號機械臂轉位對接試驗與神舟十三號任務之前；

任務5：

長征2F遙十三火箭發射神舟十三號載人飛船，此時核心艙後端通道有天舟三號貨運飛船、核心艙節點艙軸向對介面有天舟二號貨運飛船，空間站屆時將沒有軸向對介面用於載人飛船對接，因此神舟十三號將執行徑向對接操作，與核心艙節點艙側向對介面對接；

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神舟號飛船徑向對接

神舟十三號與核心艙對接後，將形成一個由天和一號核心艙、天舟二號貨運飛船、天舟三號貨運飛船、神舟十三號載人飛船組成的50噸級大型空間組合體，隨後不久天舟二號將從空間站撤離。

神舟十三號將在靠泊核心艙六個月後分離再入返回地球，這將是天宮空間站完成“關鍵技術驗證階段”工作的標誌性事件。

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關鍵技術驗證階段天宮最大規模構型

此後天宮空間站將形成第二個短暫的無人值守期，併為進入“在軌建造階段”做好準備，天舟三號貨運飛船屆時也將與核心艙後端通道分離，隨後自主繞飛至核心艙節點艙軸向對介面，為天舟四號對接核心艙後端通道騰地。

任務6：

長征7號遙五火箭發射天舟四號貨運飛船與核心艙後端通道對接；

任務7：

長征2F遙十四火箭發射神舟十四號載人飛船，由於此時核心艙前後兩個軸向對介面分別靠泊著天舟三號與天舟四號兩艘貨運飛船，因此該艘載人飛船也需要與核心艙節點艙側向對介面對接；

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核心艙節點艙

神舟十四號與核心艙對接後不久，靠泊核心艙前端節點艙軸向對介面的天舟三號貨運飛船將撤離，為即將到來的天宮空間站第二大主體艙段“問天號實驗艙”騰地。

任務8：

長征5B遙三火箭發射問天號實驗艙與天和一號核心艙節點艙軸向對介面對接；

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問天實驗艙與核心艙對接

備註：此圖為效果圖，實際任務中此刻核心艙應當有一艘徑向對接於節點艙的神舟十四號載人飛船，以及一艘對接於核心艙後端通道的天舟四號貨運飛船。

任務9：

天舟四號與空間站分離後，長征7號遙六發射天舟五號貨運飛船與天和一號核心艙後端通道對接；

天舟五號與空間站對接後不久，問天號實驗艙將在轉位機械臂輔助下，由軸向對接轉移至節點艙第4象限停泊口對接。

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問天號實驗艙轉位對接

任務10：

問天號完成轉位組裝後不久，長征5B遙四火箭發射夢天號實驗艙，與核心艙節點艙軸向對介面對接，爾後在轉位機械臂輔助下對接於節點艙第2象限停泊口；

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夢天號實驗艙轉位對接

任務11：

夢天號實驗艙完成轉位對接任務後長征2F遙十五火箭將發射神舟十五號載人飛船與節點艙軸向對介面對接，屆時天宮空間站將同時靠泊兩艘載人飛船，組合體規模達突破90噸，並驗證最大載員能力，航天員在軌規模達到6人，此後神舟十四號載人飛船將從節點艙側向對介面撤離，空間站經過一段時間的在軌除錯後正式進入運營階段。

在“關鍵技術驗證”與“建造”兩個階段任務中，神舟載人飛船除神舟十二號在軌駐留3個月外，其餘載人飛船駐留時間均為6個月，每艘神舟號飛船搭載3名航天員，神舟號載人飛船與天舟貨運飛船均為自主對接。

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神舟號載人飛船總裝

天和一號核心艙的厲害之處在於憑一己之力技壓國際空間站星辰號+曙光號+團結號三大艙段，前者同時擁有後者的軌道控制、空間站控制、生命保障、航天員居住區、對接節點艙、氣閘艙等功能，同時在航天器對接次數、空間機械臂、電推動力補償等功能上又有新拓展。

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‍天和核心艙VS國際空間站三大艙段

天宮空間站進入運營階段後將成為國家級太空實驗室，同時也將是集國家間合作、商業合作等多種合作模式於一體的新平臺，每年將發射至少兩艘神舟號載人飛船，每8個月發射一艘天舟貨運飛船，同時正在研製新一代下行貨運飛船。

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載人航天領域天和核心艙率先應用電推動力

到2024年還將發射與空間站共軌執行的中國版哈勃空間望遠鏡“巡天光學艙”。空間站壽命將瞄準十五年、二十年等多個時間節點，未來還將籌備天宮二期拓展工程，使組合體規模達到180噸級，綜合科研能力全面反超國際空間站。

在推進天宮空間站工程的同時，我們還在同步實施嫦娥探月四期工程、載人月球工程、火星取樣返回工程、小行星取樣返回工程，回顧人類航天史能同步實施上述工程的紀錄是空前的。