建造一座空间站有多难？

仰望星空，你会发现太空中有两座让人类可以在太空生存的空间站，国际空间站和我国的天空空间站。

但放眼全球200多个国家，唯有我国拥有独立建设并且还在运行中的空间站。

建造一座空间站真的很难吗？天宫空间站以天河核心舱为中心，前端设置节点舱，节点舱的两侧分别对接问天与梦天两座实验舱，组成重达60吨的基本构型。

核心舱后端可对接天舟货运飞船，节点舱前端对接神舟载人飞船，上方则用于航天员出舱，下方可增配第二艘载人飞船，以备紧急返回使用。

未来还可根据需求在核心舱的前端增建三层，最终如同搭积木一般组成一个干子型的扩展结构，最大规模可达180吨，但至今我们还未完成基本结构的搭建。

从1966年载人飞船论证到2021年天宫空间站搭建，筹备了近60年，为何耗费这么长时间？天宫空间站处在距离。

离地球表面约400公里的太空中，受到地球以及太空环境的影响，需要克服大气阻力、能源、热传导以及太空垃圾等一系列问题，才能在太空中遨游。

这里空气稀薄，残余的大气会对空间站产生阻力，影响空间站绕地飞行。

如果飞行中不加调整，空间站会逐渐向地球坠落。

因此空间站需要配备推进器和控制力矩陀螺来调整飞行速度和姿态。

角天河核心舱配置了30台自轨控发动机，其中26台依靠消耗常规的化学推进机运行，另外四台为霍尔电推进发动机，这是人类载人航天器上首次使用电推进。

霍尔电推进发动机以先气体为燃料，通过磁场产生的电场将西离子进行加速，形成等离子体射流，以此推动飞船前进。

以离子喷射为动力导致霍尔电推推力很小，四台一起工作都无法将一个鸡蛋推离地面，但这点推力对于所属太空的空间站来说足够了，而且霍尔电。

推精准度极高，可以使空间站始终保持在一个精准的轨道上。

另外，空间站的外部还配有六个球形的控制力距陀螺，单个陀螺仪送压125公斤。

陀螺仪通电旋转，以此获得角动量，通过改变搅动量的方向可以调整空间站的运行姿势，就像天空课堂第一课中展示的那样，通过旋转手臂可以调整自身方向。

空间站运行的过程中会消耗推进剂，因此每过一段时间就要进行推进剂的补加。

常规的化学推进剂会通过天舟货运飞船在轨进行补加，而西安是一种稀有的惰性气体，一般通过分流液态空气制得，太空中无法制取这种气体，天舟货运飞船也无法直接补给该气体，因此专门设计了可由航天员出舱更换的霍尔电推进发动机气瓶，通过更换气瓶解决氙气的在轨补加问题。

这里没有用于发电的燃料，因此空间站配备了可斩收柔性太阳。

电池翼用于发电。

与传统刚性、半刚性的太阳电池翼相比，柔性翼由体积小、展开面积大、功率重量比高的特点。

天河核心舱的单翼翼展是2.6米，双翼展开面积可达134平方米，单翼即可为空间站提供9000瓦的电能，在满足舱内所有设备正常运行的同时，也完全可以保证航天员在空间站中的日常生活，可以在低轨道上为空间站供能十年。

这里脱离了大气层的保护，各种带电粒子和射线从四面八方袭来，太阳向外辐射出巨大的热量，向阳面的温度可高达121摄氏度，而背阴面则低至零下157摄氏度，温差近300摄氏度。

这就需要空间站的外层具备耐高温、耐低温、耐腐蚀的能力，而内部则要保持恒温，以确保各种仪器以及航天员的安全。

因此，空间站的外层有多种复合材料制成，并喷涂了一种特殊的热控制材料，可以大大减少受太阳长时间辐照的。

耐不升温现象，再通过极低的热辐射特性，在飞船处于被地面时，减缓舱内温度下降速率，起到保温效果。

同时，这里也缺少传递热量的介质，热辐射散热的速度很慢。

太阳辐射以及空间站中运行的设备会使空间站内部温度升高，因此必须考虑散热问题。

空间站的外侧贴有散热板，同时配合冷却器循环系统，可以将多余的热量转移到太空中。

这里还游荡着大量微流星体和太空垃圾。

太空垃圾在和空间飞行器发生对撞时，最高相对速度可达十五千米每秒，相当于普通步枪子弹速度的15倍。

一个一厘米左右的太空垃圾甚至可以摧毁一颗卫星。

因此，天宫空间站距离最外层一英寸的距离上包裹了一层厚度约为六到七毫米的特殊材料。

当小型空间碎片撞击时，空间碎片会因高温气化和电离，这样就可以降低航天器受损程度较大的空间碎片。

通过改变运行轨道来规避碰撞，而这些还仅仅是空间站面临的一小部分问题，搭积木的过程同样困难重重。

天河核心舱有五个接口可对接飞船，左右固定用于对接两个实验舱，上边开口用于航天员出舱，不进行对接，另外三个根据需要灵活对接神舟载人飞船和天舟货运飞船。

实验舱与核心舱对接时，先与节点舱前端对接，再通过核心舱外部的机械臂辅助，把重达20多吨的实验舱旋转90度，对接到左右两个接口。

空出的前后接口将用于载人飞船和货运飞船对接。

核心舱下方的接口有时也会对接载人飞船。

这种镜像对接方式更加复杂，对接过程中不光要考虑飞船与核心舱的速度，还要考虑光照对飞船上敏感器的影响，这就对敏感器动态情况下的测量精度和稳定性要求非常高。