5大創新7個首次：天宮二號到底「新」在哪裡？

1.

天宮二號與天宮一號，有什麼區別，這些創新是基於什麼考慮？

「天宮二號」空間實驗室是在「天宮一號」目標飛行器基礎上研製的航天器，外形相同，但卻承擔著不同的任務。「天宮一號」作為目標飛行器，主要是和載人飛船配合完成空間交會對接試驗任務，我們在這個基礎上研製的「天宮二號」空間實驗室，是我國首個具備補加功能的載人航天科學實驗空間實驗室，首次實現航天員30天中期駐留、首次應用推進劑補加技術、提前驗證空間站技術、並開展大量載荷科學和應用試驗。其中：

l為了應用推進劑補加技術，增加推進劑補加系統；

l為了實現航天員30天駐留，改進和提升了駐留能力及居住環境；

l為了驗證空間站相關技術，搭建了在軌維修試驗系統驗證在軌維修技術；

l搭載空間站柔性太陽電池陣試驗件，驗證空間站柔性太陽電池陣技術；

l此外，裝載了大量載荷設備，包括量子光機、冷原子鐘、伽瑪暴偏振探測器、伴隨衛星等14項載荷設備，用來開展空間科學和應用試驗。

天宮二號空間實驗室任務實現多項「首次」驗證：

l首次在軌道自主飛行和交會對接

l首次進行推進劑在軌補加任務

l首次與載人飛船和貨運飛船兩種飛行器交會對接和組合體控制

l首次採用噴氣控制的組合體連續偏航飛行模式

l首次在一艘載人飛船支持下實現2人30天中期駐留任務

l首次對以人為主的維修和人機協同的維修相結合的空間站維修體系進行在軌驗證；

l首次開展大量國際先進的在軌試驗。

2.

為實現「航天員中期駐留」這一工程目標，天宮二號做了哪些技術改進？

「天宮二號」首次系統開展了面向中期駐留的載人宜居環境設計，從提高生活質量、降低工作負荷、改善睡眠環境、豐富娛樂條件等幾個方面開展了載人宜居環境設計，在有限的組合體自由空間內，集成了內部裝飾、艙內活動空間規劃、視覺環境與照明、廢棄物處理、物品管理、無線通話等宜居技術，為航天員提供舒適人性化的空間家居環境，使航天員在30天駐留期間，生活和工作舒適愜意。

3.

為了確保達到「航天員中期駐留」目標，如何進行試驗驗證和風險管控的？

按照《航天型號技術風險分析與控制要求》和五院風險控制要求，以「覆蓋任務周期、重點量化控制、動態閉環管理」為原則，開展天宮二號和神舟十一號全任務全周期的技術風險識別與控制工作。一方面從任務特點、測試試驗覆蓋性、「九新」等方面開展技術風險分析識別工作，另一方面從方案設計、產品過程式控制制、飛行任務實施的全要素、全流程方面分析風險因素。共識別出與航天員中期駐留相關的風險2項，分別為「中期駐留廢棄物收集風險」和「航天員在軌操作困難風險」，並採取了針對性的風險控制措施。

（1）針對天宮二號廢棄物較天宮一號增多，存在廢棄物收集無法容納和安裝、影響航天員在軌工作生活的風險 ，制定了以下控制措施：

l設計廢棄物貯存區，不佔用航天員生活空間；通過對廢棄物真空密封保存處理避免異味。

l聯合航天員訓練中心完成了中期駐留試驗，對廢棄物產生、收集和轉移進行了1:1驗證。

l在天宮二號結構熱控器開展了廢棄物產品模裝試驗，驗證了廢棄物產品安裝介面和布局空間設計正確性。

（2）針對航天員中期駐留期間操作項目多、操作流程複雜，存在航天員操作困難的風險。在例行的單機和系統級工效學評價基礎上，採用以下措施：

l安排第三方操作人員依據天宮二號飛行程序和操作指南開展多項工效學地面驗證試驗，試驗後對整個過程進行主觀評價。

l規劃由航天員乘組進行工效學評價、安排多次進艙體驗熟悉環境、積極開展對航天員的培訓。

4.

此次任務的組合體控制技術的難點在哪裡？在軌發生緊急事件時，組合體是如何處置的，有什麼應急預案來保障航天員的安全？

天宮二號分別實現與載人飛船和貨運飛船的交會對接，為首次同一個飛行器與兩種不同飛行器交會對接。與貨船交會對接，驗證新一代交會對接敏感器微波雷達，並形成新型組合體，分別驗證天宮和貨船的「小控大」以及「大控小」的控制模式。

天宮二號在與載人飛船開展組合體任務的基礎上，增加與天舟一號貨運飛船進行組合體管理任務。相對於載人飛船組合體，貨運飛船組合體在質量、構型、布局方面以及組合體控制任務需求方面存在差異。需要獨立開展敏感器視場、太陽翼遮擋效應、動力學、對接放電、真空冷焊、環境控制、姿軌控和信息管理的設計與驗證工作。

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