空间站是干什么的？有什么作用？国际空间站天宫空间站对比分析-三个皮匠报告

1 空间站是什么

空间站是运行在外层空间的人造船，是航天员在太空轨道生活和工作的基地。空间站一般采用模块化设计，分段送入轨道组装。空间站发射时不载人，也不载人返回地面，航天员和货物的运送由飞船或航天飞机完成。目前近地球轨道上运行的空间站有“国际空间站” 和“中国天宫”。

2 空间站作用

空间站的传统用途主要有以下几个方面：1)对地观测。2)科学研究。3)天文观测。4)在轨服务。

商业航天时代，空间站还可接待乘客体验多天在轨飞行。目前“国际空间站” 已支持太空旅行，Axiom Space(未上市)正在研制的“Axiom Station”也确定用途之一为太空旅行。

图表1：空间站用途

3 空间站发展历程

1971年4月19日，前苏联发射了人类第一座空间站“礼炮1号”，随后1971年到1985年”一共发射7座“礼炮”系列空间站，通常由轨道舱、服务舱和对接舱组成，装有各种实验设备、照相摄影设备和科学实验设备。1986年在“礼炮7号”退役后，前苏联建造 “和平号”空间站作为“礼炮”的后继项目，并在接下来的十年间陆续对接了五个模块。 “和平号”运行期间，不同国家的航天员都曾到访进行工作，它于2001年受控进入大气层中销毁。

1973年美国不甘落后，发射了“天空实验室号”空间站，作为第一个试验型空间站，“天空实验室”是通过两次发射对接而成的。先是用运载火箭把地面装配好的工作舱、过渡舱、对接舱和太阳能望远镜送入轨道，随后再发射阿波罗号飞船(作为指挥-服务舱)与先前发射的模块对接，组成完整的空间站。

1983年美国总统里根提出“国际空间站”的设想，经过近十余年的探索和多次重新设计，1993年完成设计并开始实施。目前运营此项目的成员有美国国家航空航天局(NASA)、俄罗斯联邦航天局(RFSA)、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、加拿大太空局(CSA)和欧洲空间局(ESA)。虽然中国被排除在外，但“国际空间站”仍是各国协作共建进行太空探索的典范。

4 国际空间站

“国际空间站”是在轨运行最大的空间平台，由16个国家参与建造、运行和使用。它的总体设计采用桁架挂舱式结构，即以桁架为基本结构，增压舱和其它各种服务设施挂靠在桁架上，形成桁架挂舱式空间站。大体视为由两大部分立体交叉组合而成：一部分是以俄罗斯的多功能舱为基础，通过对接舱段及节点舱，与俄罗斯服务舱、实验舱、生命保障舱、美国实验舱、日本实验舱、欧空局的“哥伦布”轨道设施等对接，形成空间站的核心部分;另一部分是在美国的桁架结构上，装有加拿大的操作机械臂服务系统和空间站舱外设备，在桁架的两端安装四对大型太阳能电池帆板。这两大部分垂直交叉构成“龙骨架”，不仅加强了空间站的刚度，而且有利于各分系统和科学实验设备、仪器工作性能的正常发挥，有利于航天员出舱装配与维修等。

图表2： “国际空间站”

5 中国“天宫”

“天宫”作为中国载人航天工程“三步走”发展战略中的“第三步”，它的在轨建造以天和核心舱的成功发射为开始标志，目前在有条不紊的进行着。其基本构成已确定由一段核心舱和两段实验舱组成“丁”字，两段实验舱分别长期停靠在核心舱的左右两段，货运飞船以及载人飞船分别对接于核心舱前后两端。当前核心舱已成功发射，未来在基本构型完成组建后，可根据需求在核心舱前端增建一舱或三舱组成空间站“十”、“干”字型的扩展构型。

基本构型完成后，每组航天员可驻扎最长达6个月后与下一组航天员进行交替任务。基本构型下，“天宫”在轨可驻留航天员人数为2至3人，设计寿命为10年，规模达到60吨级。扩展构型完成后，“天宫”长期驻留航天员人数可到3至6人，最大规模可达180吨。

对比总结：国际空间站商业化应用探索，中国天宫空间广阔

“国际空间站”最先开始了商业应用探索，目前主要包括四种形式。

1) 每年可接纳两名私人宇航员，从事不超过30天的空间飞行，每天向NASA支付大约35000美元的费用。

2) 由NASA航天员为商业公司开展一些科研活动。如果商业企业想要在空间站上开展某些活动，向NASA提出申请，通过NASA评估后由政府航天员在空间站中进行科研工作。

3) 向商业企业出租空间站相关的资源，用于商业或者市场营销活动，例如在空间站舱段外壳刷标语用于商业推广等。

4) 批准开放一个空间站的对接口给商业飞行器使用，例如比格罗宇航公司已经在“国际空间站”上对接一个充气式舱段。

自从“天宫”开始组建之初，便开始用于商业化应用中。当前中国未有商业公司计划制造商业空间站，空间站的设计建设运营是国家行为，但自从“天宫”开始组建，它便开始用于商业化应用中。例如，2014年3月“天宫一号”的应用数据推广使用相关政策公开发布，空间应用中心与首批三家商业代理机构签署了《天宫一号应用数据商业代理协议》，开始为国内外商业用户提供有偿服务，“天宫一号”应用数据正式投入商用。未来，随着 “天宫”组建完成度不断提高，相信更多商业化应用会落地于中国空间站。

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