【天宫空间站】
天宫空间站（又名中国空间站）是中国从2021年开始建设的一个模块化空间站系统，为人类自1986年的和平号空间站及1998年的国际空间站后所建造的第三座大型在轨空间实验平台。基本构型由天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱三个舱段组成。
作为中国载人航天工程“三步走”发展战略中的“第三步”，天宫空间站的在轨建造以2021年4月29日天和核心舱的成功发射为开始标志。经过2021年至2022年间的多次飞行任务，在发射多艘天舟货运飞船、神舟载人飞船及问天实验舱和梦天实验舱与核心舱对接后，天宫空间站关键技术验证和建造阶段规划的12次发射任务于2022年底全部圆满完成，三舱基本构型在轨建成，并在神舟十五号与神舟十四号任务交接期间首次实现了一期“三舱三船”的最大构型与最大承载人数。
按计划，天宫空间站于2023年正式转入常态化运营模式，国际合作项目载荷也将陆续进入空间站开展实验。
== 发展历程 ==
=== 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。经过公众的投稿、投选，同时结合科研人员与专家的意见，中国载人航天办公室2013年10月底正式对外宣布了中国载人空间站整体被命名为“天宫”，货运飞船被命名为“天舟”，实验舱Ⅰ、Ⅱ分别被命名为“问天”和“巡天”。其中“天宫”并未出现在空间站初选的30个名字中，然而由于这个名字自“天宫一号”以来一直受到大众及科技工作者的好评，评委会终决定沿用“天宫”作为载人空间站的整体名称，但后面不再加序号。2016年4月，中国载人航天工程总设计师周建平在一次座谈会上表示，原定由实验舱Ⅱ承担的天文观测功能将改为由独立的光学舱承担，并命名为“巡天”；而实验舱Ⅱ的名称则被改为“梦天”。
=== 早期构型 ===
天宫空间站的早期构型，采用的是传统的太阳翼。
2011年4月，中国载人航天工程办公室在中国空间站征名活动中正式公布中国空间站将采用三舱基本构型，由一段核心舱、两段实验舱组成。其中核心舱全长约18.1米（后缩减为16.6米），实验舱每个长约14.4米（后增长为17.9米），三舱最大直径均为约4.2米，发射质量均为20-22吨。根据官方提供的图片，该早期方案中的核心舱与太阳翼的外形与和平号空间站十分相似。2013年征名活动结果公布时，官方揭示实验舱Ⅱ将搭载中国的天文望远镜，因而命名为“巡天”。
2016年4月，中国载人航天工程总设计师周建平表示原定由实验舱Ⅱ搭载的天文望远镜将被分离为一个单独的舱段，与空间站共轨飞行，原本的传统太阳翼也被更先进高效的柔性太阳翼所取代。2018年11月，改进后的天和核心舱的完整模型在珠海中国国际航空航天博览会上展出。
=== 立项 ===
2010年9月25日，中共中央总书记胡锦涛主持召开中共中央政治局常委会会议，批准《载人空间站工程实施方案》，正式启动载人空间站工程。首个目标是2016年前后，研制并发射8吨级空间实验室，突破和掌握航天员中期驻留、再生式生命保障以及货运飞船补加等空间站关键技术，开展一定规模的空间应用，此即“第二步”的第二阶段，以2017年4月天舟一号成功完成首次推进剂在轨补加试验为标志结束。后个目标是在2020年前后，研制并发射基本模块为20吨级舱段组合的空间站，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术、近地空间长期载人飞行技术，开展较大规模的空间应用，为经济社会发展提供先进的空间技术平台，这个即为载人航天工程规划中的“第三步”，也就是后来得到正式命名的“天宫”空间站工程。
2018年5月，载人航天工程第三批预备航天员选拔工作启动，其中为了满足空间站工程任务需要增加了航天飞行工程师和载荷专家两个类别。2020年5月5日18时00分，为中国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱，在中国文昌航天发射场首飞升空并将载荷组合体送入预定轨道，中国载人航天工程“第三步”随之开启。2020年10月1日，第三批预备航天员选拔工作结束，共有18名预备航天员（含1名女性）最终入选，包括7名航天驾驶员、7名航天飞行工程师和4名载荷专家。
=== 前期准备 ===
准备进行整流罩合罩的天和核心舱
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。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。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。
== 任务目标 ==
天宫空间站是国家级太空实验室和国际科技合作交流平台，目标是建成和运营近地载人空间站，使中国能独立掌握近地空间长期载人飞行技术, 显著提升中国在国际科学技术领域的影响力。具体任务包括：
*建造以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型，长期在轨可靠运行的空间站
*保证航天员长期连续在轨健康生活
*开展多领域空间科学实验与技术试验
== 构型 ==
=== 基本构型（“T”字形） ===
2022年12月于香港展示的天宫空间站基本构型模型。
天宫空间站的基本构型已确定由一段核心舱和两段实验舱组成T字构型。
* 核心舱：天和核心舱，长16.6米，最大直径4.2米，2021年4月29日由长征五号B从文昌发射。
* 实验舱Ⅰ：问天实验舱，长17.9米，最大直径4.2米，2022年7月24日由长征五号B从文昌发射，25日与核心舱对接。
* 实验舱Ⅱ：梦天实验舱，长17.9米，最大直径4.2米，2022年10月31日由长征五号B从文昌发射，11月1日与核心舱对接。
* 光学舱：巡天光学舱，与空间站主体部分共轨飞行的太空望远镜，是中国首个设置于太空的天文望远镜，可避免光害干扰。
==== 构型图示 ====
=== 扩展构型（“十”字形） ===
在天宫空间站的基本构型成功组建后，可根据需求以核心舱前端的预留接口为基础进行舱段扩充。目前其具体细节均尚未确定，但根据官方公布的有限信息来看，基本可以确认将会在现有的丁字构型的基础上增加论证中的新技术舱段。
此前坊间盛传中国空间站将通过改造使用已发射三舱的备份舱段来增建组成空间站“干”字型的扩展构型。在该设想方案中，三段扩展舱处于核心舱的前端，组成小“Ｔ”字型。首先扩展舱A后端与核心舱前端对接成十字型，扩展舱B和C与扩展舱A前端的左右处对接成干字型。载人飞船再对接于扩展舱的正前端。另可依据需求增配第二艘载人飞船以备紧急返回使用，对接于核心舱前端下方。长期乘航天员人数提高到6人以上，达成长久不断续的空间常驻，各舱模块也可以汰旧换新，其最大规模可达180吨。除该方案之外也有过对中意合作建造扩展舱段的说法。
对于扩展舱段的外观细节的首次官方透露是在航天新征程全网主题活动于2022年12月20日公布的一期《中国空间站等你来出差》系列思政课，从视频中出现的CG画面可以看出该舱段是一种节点舱，但其结构却近似现有的天和核心舱，设计上同样可分为大柱段和小柱段。其后又于2023年2月24日中举办的“逐梦寰宇问苍穹——中国载人航天工程三十年成就展”开幕式中披露更多信息，称其为“具备节点舱功能的多功能舱段”。
* 多功能节点舱：尚未命名，增加额外五个对接／停泊口。
==== 构型图示 ====
== 空间站组件 ==
=== 舱段 ===
=== 其他配置 ===
==== 核心舱机械臂 ====
地面测试中的核心舱机械臂
天和核心舱配置的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。其展开长度为10.2米，最多能承载25吨的重量。其肩部设置了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。机械臂可承担的任务包括：
* 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
* 舱外大型设备维护
核心舱机械臂还具备“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。
==== 实验舱小机械臂 ====
问天实验舱配置了一个小机械臂。相比天和核心舱的大机械臂，小机械臂负载能力约为大臂的1/8，但末端定位精度更高，位置精度优于大臂的五倍，姿态精度优于大臂的两倍，能够完成精度要求更高的精细操作。除此之外，小机械臂还能与大机械臂形成组合机械臂，可以覆盖更广的舱外作业范围，完成设备在舱外载荷平台上的安装。
==== 转位装置 ====
问天实验舱使用转位机构转位至天和核心舱侧向停泊口的过程演示
两个实验舱前方各配置一个转位机构，用以与天和核心舱节点舱的转位基座配合将实验舱以平面式转位方式转移到天和核心舱的侧向停泊口。转位机构由上海航天技术研究院研制，能对23吨重的实验舱进行移动操作，并通过缓冲耗能装置实现精准定位。
中国空间站的首次转位操作由问天实验舱在2022年9月30日完成，这是世界首次以平面式转位方案完成航天器的转位动作。
==== 对接系统 ====
天宫空间站上所使用的对接机构曾在空间实验室阶段进行过相关测试。它的对接通道直径约为abbr=on，标准对接机构的质量为310千克，被动对接机构的质量则为200千克。虽然其在技术上主要基于俄罗斯的APAS-89/APAS-95对接系统的设计（NASA称之为APAS对接机构的一种“克隆”），但关于中国的对接机构标准系统与国际空间站上基于APAS标准的一些对接机制的兼容性一直存在矛盾的说法。
该对接机制在神舟八号和天宫一号的对接测试任务上被首次使用。
==== 柔性太阳电池翼 ====
天和核心舱装备的柔性太阳翼展开过程
天宫空间站首次采用了大面积可展收柔性太阳电池翼，其中天和核心舱的单翼翼展为12.6米，双翼展开面积可达134平方米，是柔性太阳翼首次应用于中国航天器上，有着体积小、展开面积大、功率重量比高的特点，可在低轨道上为空间站供能十年。
而两个实验舱的柔性太阳翼则更为巨大。问天实验舱的太阳翼全部展开后的翼展超过55米，每侧的太阳翼展开面积超100平方米，每天平均发电量超过430度。天和核心舱的太阳翼未来将被分别转移到两个实验舱资源舱的尾部，空间站的发电工作将全部交由实验舱完成。
==== 霍尔电推进发动机 ====
天宫空间站的天和核心舱配置了四台霍尔电推进发动机，这是人类载人航天器上首次使用电推进，电推进具有比冲高的优势并且能够根据需要适时启动并长期运行，可大大降低空间站用于轨道维持的燃料消耗。
== 技术应用及分系统 ==
=== 测控通信系统 ===
为了保证航天员与地面测控站间通信的实时畅通，空间站使用了中国空间技术研究院的第三代中继终端产品，通过与中继卫星天链一号和天链二号建立中继链路，实现中继通信。该终端采用了集成化、模块化的设计思路，在保证传输信号质量的同时，方便航天员维修更换。
=== 空间应用系统 ===
==== 业余无线电载荷 ====
CSSARC是中国空间站的业余无线电有效载荷，由中国无线电协会业余无线电分会（CRAC）、上海宇航系统工程研究所（ASES）和哈尔滨工业大学（HIT）提出。安装在梦天实验仓仓壁。
有效载荷的第一阶段能够利用甚高频（VHF）/超高频（UHF）业余无线电波段提供以下功能：
# V/V或U/U机组乘员语音；
# V/U或U/V FM中继转发器；
# V/V或U/U 1k2 AFSK中继器数字；
# V/V或U/U SSTV或数字图像。
该有效载荷将为全世界的无线电爱好者提供资源，以便与机上的宇航员进行联系或相互交流。它还将发挥激励学生追求科学、技术、工程和数学的兴趣和职业的作用，并鼓励更多的人对业余无线电感兴趣。
==== 科学实验柜 ====
科学实验柜安装在空间站密封加压舱中。
=== 天地往返系统 ===
==== 发射场系统 ====
酒泉卫星发射中心是中国最早建造的运载火箭发射试验基地，唯一被用于长征二号F运载火箭及神舟载人飞船的发射工作。文昌航天发射场作为中国最新建成、最先进的航天发射场，承担了新型运载火箭长征七号系列与长征五号系列的发射工作。
和此前唯一用于执行载人航天任务的酒泉卫星发射中心相比，天宫空间站的主发射场文昌航天发射场采用了“新三垂模式”，将前端测发控设备安装在活动发射平台内，仅一次对接就可完成箭地连接工作，比采用“旧三垂模式”的火箭在发射区的射前准备时间缩短了3天。
==== 运载火箭系统 ====
长征五号B运载火箭从2012年开始按中国运载火箭研制流程和中国载人航天工程要求立项研制，是中国航天科技集团公司在长征五号运载火箭的基础上，按照通用化、系列化、组合化思想设计，通过移去芯二级和级间段并延长整流罩等发展而来的一款大型运载火箭。长征五号B运载火箭的整流罩长达20.5米，直径5.2米，为中国火箭之最，足以容纳下全长16.6米、最大直径4.2米的核心舱段，其近地轨道运载能力为25吨，达到了发射空间站舱段的要求。
2018年11月，长征五号B通过初样转试样研制阶段评审，进入试样研制阶段。长征五号B遥一运载火箭于2019年4月完成第一个部段级产品，7月开始总装，11月总装完成，并于2020年5月5日首飞成功。2021年4月29日11时23分，长征五号B遥二运载火箭成功发射天和核心舱。2022年7月24日14时22分，长征五号B遥三运载火箭成功发射问天实验舱。
==== 飞船系统 ====
神舟飞船早期型并没有设计对接机构，轨道舱的尽头是附加段，安装有各种科学设施。2005年底，神舟八号首次对接缓冲试验在上海成功。2011年，第一艘量产型神舟飞船神舟八号发射成功，并与天宫一号目标飞行器交会对接。自2011年至2016年，第一批次4艘量产型神舟飞船先后完成了与天宫一号、天宫二号的交会对接，实现最长驻留30天。
2017年11月解放军报的报道中表明，中国航天科技集团五院502所当时已经开始研制第二批次的神舟飞船，相较于第一批次，包含了一系列技术创新，比如将天舟一号上已经实现的自主快速交会对接技术移植到载人飞船上。2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口。
==== 着陆场系统 ====
着陆场系统需要在载人飞船返回舱的返回着陆段完成测控通信，搜索、寻找着陆后的返回舱，救援航天员，回收返回舱和有效载荷，并提供着陆场区的通信和气象保障服务的任务。此系统由主着陆场、副着陆场、陆上应急搜救、上升段海上应急搜救、通信和航天员医监医保六部分组成。
目前中国设有东风着陆场和四子王旗着陆场两个着陆场，作为载人飞船返回舱、返回式卫星等返回的着陆地。在中国载人航天工程前期，神舟飞船均返回于四子王旗着陆场，而在神舟十二号任务之后，东风着陆场被设为主着陆场使用。
== 运行 ==
=== 时间线 ===
=== 载人任务 ===
，天宫空间站任务已经执行了4次载人发射任务，有12名航天员访问过空间站。未来将会有来自世界各地的宇航员参与载人任务 。
==== 舱外活动列表 ====
2021年7月4日，神舟十二号乘组中的刘伯明、汤洪波执行了在天宫空间站的首次舱外活动，总时长6小时46分钟。
，天宫空间站已经进行了8次出舱活动。
=== 无人任务 ===
除了空间站舱段的在轨组装之外，天宫空间站的无人发射任务主要是天舟货运飞船的定期在轨货物补给任务，自天舟三号起发射频率通常保持在每年1至2次。
=== 任务控制中心 ===
天宫空间站的各个组成部分和各项任务主要在北京航天飞行控制中心进行操作和监测，包括航天器在轨监测、再入，以及舱外活动。
=== 工作人员时间段 ===
== 大事件 ==
=== 2021年 ===
天和核心舱从文昌航天发射场发射升空
长征二号F遥十二火箭与神舟十二号飞船从酒泉卫星发射中心的垂直总装测试厂房中被转运至发射塔架
=== 2022年 ===
=== 2023年 ===
== 国际合作 ==
在2011年4月，尽管在中俄欧三方此前共同声明称要在太空中保持国际合作和多边沟通，美国宇航局仍然拒绝了中国参与国际空间站计划的请求，此后中国加速了自主建设空间站的相关计划进程。
2011年中国载人航天工程办公室与意大利航天局曾就载人航天领域和意大利参与中国载人空间站的建设等领域方面的合作展开了审议，并同时讨论了相关科学研究。 此后双方于2011年11月签署了初步合作协议，内容涵盖天地运输、通信、地球观测等领域的合作。 2019 年，意大利的高能宇宙辐射探测实验（High Energy cosmic-Radiation Detection(HERD)）预定将在中国空间站上进行。法国、瑞典、俄罗斯等国预计也将参与天宫空间站的国际合作项目。
2016年3月，中国载人航天工程办公室与联合国外层空间事务厅签订了围绕中国空间站应用开展合作的《框架协议》和《出资协议》，通过向外空司提供资金和中国空间站设施资源，为各成员国的专家团队提供利用中国空间站开展空间科学实验与应用的机会。
2017年2月22日，中国载人航天工程办公室和意大利航天局签署了一项与载人航天领域相关的长期合作协议。由于意大利在国际空间站的建造和运营方面的经验使其在载人航天领域的技术处于国际领先地位，因此该协议具有重要意义，标志着意大利对中国发展自主空间站计划的高度重视。 欧空局于2017年开始与中国方面合作进行载人航天训练，其最终目标是将欧洲的宇航员送往天宫空间站。
2018年5月28日，中国载人航天工程办公室与联合国外空司向联合国各成员国正式发布了联合起草的《邀请在中国空间站上开展空间科学实验的第一轮合作机会公告》等合作文件，广泛征集合作项目，以进一步培育和促进载人航天国际合作，为世界各国创造更多利用中国空间站开展应用实验的机会并从中受益。 2019年6月12日，第一批项目入选结果公布，共有来自17个国家、23个实体的9个项目成功入选。
2023年1月23日，欧空局在巴黎举行的年度新闻发布会上，欧空局总干事明确表示当前缺乏预算和没有政治意愿参与中国空间站的项目，将会继续支持国际空间站的活动。有报道推测可能是受到2019年以来新冠疫情、2022年俄乌战争影响。
== 争议 ==
=== 火箭残骸 ===
在空间站核心舱发射成功之后，部分欧美媒体以及航天权威机构曾就长征五号B遥二运载火箭遗留在轨道上的一级火箭失控残骸表达了担忧和抗议，批评的声音主要集中为，长五B应该更换设计，设立国际监管规范，也有论调认为中国并没有尽力减少火箭末级再入对地面人员造成的风险，并指责关部门没有公开透明的公布信息。事实上，从长征5号B遥二火箭开始，中国载人航天工程办公室在芯级再入前数小时即公布了火箭末级的轨道数据、预计的再入时间，以及预计再入区域中心点的经纬度。
=== 轨道规避 ===
2021年12月初，联合国和平利用外层空间委员会的网站发布一份消息，中国政府曾向联合国秘书长发出照会，要求投诉SpaceX的星链卫星两次接近中国空间站运行轨道的行为。基于安全考虑，中国空间站进行了紧急机动以避免碰撞。曾有媒体就此事咨询了SpaceX，但SpaceX官方目前尚未回应。部分中国大陆的网民对此表示不满，认为这是将廉价卫星作为太空武器使用的行径，而美国方面在于2022年1月28日发往联合国外层空间事务办公室的照会中则否认存在这些危及空间站的变轨行为。