天宫一号目标飞行器

**天宮一號**是中華人民共和國的一個實驗性軌道飛行器，重達 8.5 噸，設計壽命為兩年。天宮一號於北京時間 2011 年 9 月 29 日 21 時 16 分 3.507 秒發射升空，2016 年 3 月 21 日停止運行，2018 年 4 月 2 日 8 時 15 分左右再入大氣層，墜入南太平洋中部區域。

2011 至 2013 年間，中國相繼發射了神舟八號、神舟九號、神舟十號飛船，與天宮一號交會對接。其中，神舟八號於 2011 年 11 月 1 日發射，並於 11 月 3 日和 14 日兩次成功與天宮一號對接。2012 年 6 月 18 日中午，神舟九號攜三名太空人與天宮一號對接成功，太空人成功進入到天宮一號內部。2013 年 6 月中國首次執行的應用太空任務神舟十號發射，第二次有組員訪問太空站，兩次的駐守任務超過了本身最初設定的對接試驗目標甚多。

2016 年 3 月 21 日，中國載人航天工程辦公室宣布天宮一號在完成各項在軌試驗後，已超前完成其與其他天宮系列的歷史任務，不過其功能突於近日失效並終止了數據連接，將落入地球大氣層燒毀。而其原定執行後續任務，亦將暫時由天宮二號取代，同時為了加緊時間，後繼者天宮二號改以天宮一號的備份器為基礎快速開發，並於 2016 年 9 月升空替補。2018 年 4 月 2 日 8 時 15 分左右，天宮一號落入大氣層，落區位於南太平洋中部區域，絕大部分器件在落入大氣層的過程中燒毀。

## 概要

天宮一號作為一個目標飛行器，有別於空間實驗室或太空站核心艙和實驗艙，其目的只是作為其他飛行器的接合點，並不會長時間逗留太空。天宮一號設計飛行壽命為兩年，而實際飛行了四年時間，超過了本身的計畫許多。2011 年 11 月 3 日，神舟八號與天宮一號於凌晨 1 時 36 分完成對接，是中國太空史上第一次太空飛行器對接，也使中國成為繼蘇聯（俄羅斯）、美國後的第三個完成太空對接的國家。

## 任務歷程

### 發射準備

2011 年 6 月 29 日，進入酒泉衛星發射中心的「天宮一號」目標飛行器目前的各項測試工作也同樣順利。2011 年 7 月 24 日，中國《解放軍報》報導，用於發射「天宮一號」目標飛行器的「長征二號 F」運載火箭已抵酒泉衛星發射中心，飛行任務參試人員等已集結載人航天發射場，目前，各項準備工作進展順利。為達成交會對接任務，「長征二號 F」運載火箭共進行近 170 項技術更改，其中有 5 項技術是首次使用。2011 年 9 月 21 日，中國載人航天新聞發言人宣布，天宮一號將於 9 月 27 日至 30 日擇機發射。2011 年 9 月 25 日，酒泉衛星發射中心負責人表示，在 27 日和 28 日兩天，因為天氣原因不適合進行航天發射，所以天宮一號發射窗口將在 29 日和 30 日之間進行選擇。

### 飛行器發射

2011 年 9 月 29 日，中共中央總書記胡錦濤等中共中央政治局常委親臨觀看發射實況，其中胡錦濤等七位常委在北京航天飛行控制中心觀看實況，溫家寶和賀國強則前往酒泉衛星發射中心觀看發射。北京時間 21 時 16 分 3.507 秒由長征二號 F 改進型運載火箭成功發射升空。

### 軌道控制

2011 年 9 月 31 日凌晨 1 時 58 分，「天宮一號」繞地飛行了四圈，到達近地點時順利進行了第一次變軌，開機時長是 32.3 秒。2011 年 9 月 30 日 16 時 9 分，在北京航天飛行控制中心精確控制下，天宮一號成功實施第二次軌道控制，近地點高度由兩百公里抬升至約 362 公里，順利進入在軌測試軌道。

2011 年 10 月 1 日，天宮一號環境控制和生命保障系統啟動，轉入自主運行。2011 年 10 月 10 日，天宮一號升空後首次對外發布太空中的照片。圖片為其自身攜帶攝影機拍攝，其中可以看到天宮一號資源艙外表的局部和中繼衛星天線。

### 太空對接測試

2011 年 11 月 3 日，神舟八號與天宮一號於三日凌晨 1 時 36 分完成對接，是中國太空史上第一次太空飛行器對接，也使中國繼前蘇聯（俄羅斯）、美國後，成為第三個完成太空對接的國家。2011 年 11 月 14 日 19 時 28 分，天宮一號目標飛行器與神舟八號飛船交會對接機構順利解鎖，組合體成功分離，神舟八號飛船緩緩撤離至一百四公丈停泊點。20 時 00 分，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，天宮一號與神舟八號成功進行第二次交會對接。這次對接試驗成功，進一步考核檢驗了交會對接測量設備和對接機構的功能與性能，獲取了相關數據，達到了預期目的。

2012 年 6 月 18 日 14 時 14 分，在完成捕獲、緩衝、拉近和鎖緊程序後，神舟九號與天宮一號緊緊相牽，中國首次載人交會對接（自動交會對接）取得成功。對接完成、兩飛行器形成穩定運行的組合體後，太空人於 17 時左右進入天宮一號目標飛行器。2013 年 6 月 24 日，神舟九號太空人駕駛飛船與天宮一號目標飛行器順利對接，中國首次太空手控交會對接試驗成功。這意味著，中國完整掌握了太空手控交會對接技術，具備了以不同對接方式向在軌飛行器進行人員輸送和物資補給的能力。

### 短期在軌生活和科學研究

天宮一號與神舟九號第一次組合體飛行期間，天宮一號完成了所有預期目標，但太空人也將短期駐留六天，開展載人環境維護操作、在軌航天醫學實驗和更換維修性試驗等工作。2012 年 6 月 16 日 17 時 6 分，景海鵬開啟了天宮一號實驗艙的艙門。景海鵬與劉旺於 17 時 7 分相繼進入天宮一號。在此期間，劉洋在返回艙值守。十幾分鐘後，劉洋也進入天宮一號實驗艙。

2013 年 6 月 18 日，首次應用性太空任務神舟十號出發，太空人駕駛飛船與天宮一號目標飛行器順利對接，太空人進入到天宮一號內部，將開展為期十五天的在軌生活和科學研究活動，並超量完成了本身的一些任務，此時其實已經完美達成了歷史使命。2013 年 6 月 20 日，中國太空人王亞平在天宮一號上進行了首次五十分鐘的太空授課。

天宮一號實驗艙內有不少電子設備。為了保證安全，飛行器內部氣密隔艙，採用了大量圓角設計，避免太空人與艙壁碰撞而受傷。天宮一號內每個區域旁邊，都設有數量不等的手腳限位器，總數達到三十餘個，每個長約二十公分，採用錦絲帶材質的手腳限位器設置在艙壁四周。這種小型裝置可以讓太空人在失重飄移狀態下，固定太空人。

### 數據連接中斷及再入燒毀

2016 年 3 月 21 日，中國載人航天工程辦公室宣布，天宮一號在超期服役兩年半、完成各項在軌試驗後，其功能於近日失效，數據服務正式終止。

經北京航天飛行控制中心等機構監測分析推測，2017 年 10 月至明年 2018 年 3、4 月初左右會進行墜落，西方媒體報導稱絕大部分器件在再入大氣層中被燒毀不至於到傳言中的危險，同年 4 月 2 日 8 時 15 分左右，發現天宮一號目標飛行器已再入大氣層，落區位於南太平洋海域燒毀。

## 組成

天宮一號飛行器長十點四米、最大直徑 3.35 公尺、重量約 8.5 噸。

天宮一號內部分為兩個艙，包括了為航天飛行提供動力資源艙，也作為了太空人生活工作的密封艙。並在前半部分附設一個臨時性質的實驗艙，前端有一個對接機構，還有一些實驗袋，可進行一些醫學、再生維生實驗等，原型並做為天舟號貨運飛船的前身。

## 交會對接

### 神舟八號

* 2011 年 11 月 3 日，神舟八號與天宮一號於 3 日凌晨 1 時 36 分完成對接，是中國太空史上第 1 次太空飛行器對接。
* 2011 年 11 月 14 日 19 時 28 分，天宮一號目標飛行器與神舟八號飛船交會對接機構順利解鎖，組合體成功分離，神舟八號飛船緩緩撤離至 140 公尺停泊點。20 時 00 分，在北京航天飛行控制中心的精確控制下，天宮一號與神舟八號成功進行第二次交會對接。這次對接試驗成功，進一步考核檢驗了交會對接測量設備和對接機構的功能與性能，獲取了相關數據，達到了預期目的。

### 神舟九號

* 2012 年 6 月 18 日 14 時 14 分，在完成捕獲、緩衝、拉近和鎖緊程序後，中國完成首次載人交會對接（自動交會對接）。對接完成、兩飛行器形成穩定運行的組合體後，太空人將於 17 時 22 分進入天宮一號目標飛行器。實際上，太空人於 17 時 07 分陸續進入天宮一號飛行器，早於原定時間。
* 在組合體飛行 6 天後（6 月 24 日），神九和天宮一號將再次分離，在太空人的手動控制下完成第二次交會對接。6 月 23 日，中國載人航天工程新聞發言人宣布，經任務總指揮部研究決定，天宮一號與神舟九號手控交會對接計劃於 6 月 24 日 12 時 38 分實施，太空人將手動控制神舟九號飛船完成與天宮一號的交會對接任務。
* 2012 年 6 月 24 日，神舟九號太空人駕駛飛船與天宮一號目標飛行器順利對接，中國首次太空手控交會對接試驗成功。這一操作是由 43 歲的太空人劉旺實施的。12 時許，他通過手柄控制飛船的姿態、速度和方向，使神舟九號從 140 公尺外向天宮一號緩緩接近，最終成功捕獲天宮一號。

### 神舟十號

* 2013 年 6 月 11 日 17 時 38 分，神舟十號發射升空，17 時 48 分飛船成功進入預定軌道。
* 2013 年 6 月 13 日 13 時 18 分，神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器對接機構鎖緊，二飛行器形成組合體，成功實現自動交會對接。
* 2013 年 6 月 13 日 16 時 17 分，神舟十號飛船太空人成功開啟天宮一號艙門，聶海勝、張曉光、王亞平以漂浮姿態入駐天宮一號。進行為時 12 天的短期的有人照管實驗，期間進行了包括太空授課，這將是繼奮進號之後，世界第二次太空授課，由王亞平主講。
* 2013 年 6 月 23 日 8 時 26 分，三名太空人進入神舟十號飛船，神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器分離，準備進行手動交會對接。
* 2013 年 6 月 23 日 10 時 00 分，神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器對接環接觸。
* 2013 年 6 月 23 日 10 時 07 分，神舟十號飛船與天宮一號目標飛行器對接機構鎖緊，二飛行器形成組合體，成功實現手動交會對接。

## 參考文獻

## 外部連結