天宮一號空間實驗站

天宮一號

天宮一號模擬圖

天宮一號是中國首個空間實驗室的名稱，將于2011年9月發射升空。它是中國為下一步建造空間站而研制的空間目標飛行器，主要任務是作為空間交會對接目標，完成空間交會對接飛行試驗；保障航天員在軌短期駐留期間的工作和生活，并保證航天員安全；初步建立能夠短期載人、長期無人獨立可靠運行的空間試驗平臺。 它升空后將分別與神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船對接。從而建立第一個中國空間實驗室。這個飛行器實際上就是空間實驗站的雛型。

“天宮一號”的名字讓人聯想起中國古代四大名著之一《西游記》中的孫悟空大鬧天宮。此外，“天宮”是中華民族對未知太空的通俗叫法。因此，起以“天宮一號”為目標飛行器命名，應該會很好地得到國人的共鳴。

天宮一號模型亮相2009春晚

“天宮一號”重8.5噸，設計壽命是兩年。主體為短粗的圓柱型，直徑比神舟飛船更大，前后各有一個對接口。采用兩艙構型，分別為實驗艙和資源艙。

實驗艙由密封的前錐段、柱段和后錐段組成，密封艙可保證艙壓、溫濕度、氣體成分等航天員生存條件，可用于航天員駐留期間在軌工作和生活，密封的后錐段安裝再生生保等設備。資源艙內有發動機、電源裝置等為軌道機動提供動力，為“天宮一號”提供能源。 在“天宮一號”實驗艙前端還安裝有一個交會對接機構，以及交會對接測量和通信設備用于支持與飛船實現交會對接，它是“天宮”和飛船聯通的關鍵所在。

另外“天宮一號”中的航天員生活必需品和工作所需的材料、設備均由飛船運送，載人飛船停靠在實驗室外邊，作為應急救生飛船。如果“天宮一號”發生故障，可隨時載航天員返回地面，航天員工作完成后，乘飛船返回。  

天宮一號效果圖

中國載人航空航天發展規劃分“三步走”。第一步，發射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應用實驗；第二步，突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術，發射一個空間實驗室，解決有一定規模的、短期有人照料的空間應用問題；第三步，建造空間站，解決有較大規模的、長期有人照料的空間應用問題。

目前，中國已經進入第二階段。根據規劃，中國將在2011年發射的“天宮一號”將是第二步的開篇之作。中國將在2010年至2015年間發射“天宮”一號目標飛行器和“天宮”二號、“天宮”三號兩個空間實驗室，將分別發射2艘無人飛船進行無人對接試驗，發射5艘無人飛船進行載人對接試驗和載人駐留試驗。 

“天宮”二號將主要開展地球觀測和空間地球系統科學、空間應用新技術、空間技術和航天醫學等領域的應用和試驗。“天宮”三號將主要完成驗證再生生保關鍵技術試驗、航天員中期在軌駐留、貨運飛船在軌試驗等，還將開展部分空間科學和航天醫學試驗。 

歷史上五次著名的交會對接

 “天宮一號”是設立在太空的用于開展各類空間科學實驗的實驗室。空間實驗室的建設過程是先發射無人空間實驗室，而后再用運載火箭將載人飛船送入太空，與停留在軌道上的實驗室交會對接，航天員從飛船的附加段進入空間實驗室，開展工作。 

交會指兩個航天器在太空軌道合并連接成一個整體，是實現太空裝配、補給、維修、航天員交換等過程的先決條件，更是建立大型空間站的基礎。其原理是通過軌道參數的協調，讓兩個或兩個以上的航天器在同一時間到達太空同一位置，然后再通過專門的對接機構將其連為一個整體。

空間實驗室在對接過程中，如果計算不準，就可能發生飛船相撞事故。交會對接系統通常包括跟蹤測量系統、姿態與軌道控制系統、對接機構系統等。兩個航天器在太空進行對接，其初始條件是兩者保持對接機構的同軸接近方式和確定的縱向速度，以及在其他線坐標和角坐標上的速度為零。但兩個航天器之間的實際相對運動參數總是有偏差的。一般情況下，兩個航天器之間的相對位置及其平動速度通常是靠主動航天器軌道控制系統和兩個航天器的姿態控制系統來維持的，前者適用于控制質心的平動運動，后者適用于控制繞質心的轉動運動。

交會對接根據航天員介入的程度和智能控制水平可分為手控、遙控和自主3種方式。具體的方法一般是先將目標飛行器發射入軌并精確測定其運行軌道，當其飛經待發飛行器發射場上空時，通過擇機發射使后者與前者運行在相同的軌道上，并且將距離控制一定范圍內，隨后再依靠飛行器本身的機動能力讓兩者逐漸連為一體。 在航天器的交會對接技術方面，未來的發展趨勢是人工控制和自動控制相結合，以提高交會對接的靈活性、可靠性和成功率。

進入總裝的天宮一號

執行中國首次空間交會對接任務的天宮一號目標飛行器已通過出廠評審，于2011年6月29日轉運至酒泉衛星發射中心，開展任務實施前最后階段的測試工作。

中國載人航天工程新聞發言人2010年8月17日表示，中國載人航天工程第一個空間交會對接目標——“天宮一號” ，已完成總裝，全面轉入電性能綜合測試階段。在完成一系列電性能、力學性能和熱性能測試后，該飛行器就將發射進入預定軌道，之后，發射神舟八號飛船與之交會對接。 　　

發射時間

由于酒泉發射的“實踐十一號04星”未進入預定軌道，“天宮一號”可能推遲到2011年9月上旬發射。將其送往太空的“長征二號F”運載火箭已經運往發射場，正在進行垂直總裝。