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天和核心艙
中国天宫号空间站的核心舱组件 来自维基百科，自由的百科全书
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天和核心艙是中國天宮空間站的核心艙，是該太空站首個被發射入軌的艙段。於北京時間2021年4月29日中午11時23分發射升空[2]。天和核心艙是天宮空間站的管理和控制中心，也是航天員的主要活動場所[3]。天和核心艙與問天實驗艙對接完成，並於次年與夢天實驗艙對接，組建成總重約60噸的天宮空間站的基本構型。
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命名
2011年4月，為滿足技術管理和對外宣傳的需要，中國載人航天工程辦公室開展了中國空間站征名活動，對社會公開徵集太空站及其各個組成艙段的名稱。[4]
2011年8月，載人太空飛行工程辦公室公布了初選結果，其中核心艙的前30個提名名稱為："翱翔、奮鬥、耕耘、功勳、華夏、華心、輝煌、開拓者、凌霄、龍芯、旗艦、瑞龍、盛世、使命、首望、司空、太和、天樞、天廳、天行者、天域、團結、未來、問天、霞飛、祥龍、炎黃、玉清宮、珠峰、卓越"。[5]
根據神舟飛船總設計師、評委會成員之一的戚發軔透露，評審組從30個候選名稱中進一步篩選出了十個名字："天樞、問天、翱翔、使命、華夏、團結、首望、太和、華心、開拓者"。戚發軔本人傾向於「天樞」和「太和」，但後來工程一線科技人員中有人提出將這二者合二為一，稱之為「天和」，既有「天地人和」之意，喻指中國空間站與宇宙和諧相處，並可較好地體現核心艙聚攏、團結其它各艙段的含義。
2013年10月底，中國載人航天辦公室正式公布了命名結果，核心艙被最終命名為「天和」。[4]
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製造與發射
2018年11月，天和核心艙完整模型在珠海中國國際航空太空博覽會上展出[6]。
2019年9月，天和核心艙完成初樣研製，轉入正樣研製階段。在初樣階段和正樣階段，天和核心艙分別進行了力學試驗、熱試驗、三艙聯試試驗和艙段轉位專項試驗等大型試驗[7]。
2021年1月，太空站天和核心艙、天舟二號貨運飛船、空間應用系統核心艙任務產品分別順利通過載人太空飛行工程主管部門組織的出廠評審[8]。
2月22日，執行天和核心艙發射任務的長征五號B遙二運載火箭運抵文昌太空發射場，與與先期已運抵的天和核心艙一起按計劃開展發射場區總裝和測試工作[9]。
4月23日，天和核心艙與長征五號B遙二運載火箭的組合體被順利轉運至發射區[10]。
2021年4月29日11時23分，搭載太空站天和核心艙的長征五號B遙二運載火箭在文昌太空發射場點火升空。11時31分，天和核心艙與火箭成功分離，進入預定軌道。12時36分，太陽能帆板兩翼順利展開且工作正常，發射任務取得成功[2]。隨後，中共中央總書記、國家主席、中央軍委主席習近平代表黨中央、國務院和中央軍委致電祝賀任務成功[11][12]。
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關鍵技術驗證
2021年5月18日左右，天和核心艙先後完成交會對接、航天員駐留、機械臂等平台功能測試，以及空間應用項目設備在軌性能檢查，並進入交會對接軌道[13]。
有人運行期
2021年6月17日9時22分，長征二號F遙十二運載火箭在酒泉衛星發射中心成功發射神舟十二號載人飛船，後者於約6.5小時後與天和核心艙完成自主快速交會對接[16][17]。航天員聶海勝、劉伯明、湯洪波先後進入天和核心艙，中國人首次進入自己的太空站[18]。
6月23日上午，中共中央總書記習近平與天和核心艙上的航天員進行天地通話[19]。
7月4日8時11分至14點57分之間，神舟十二號乘組中的劉伯明、湯洪波完成了中國空間站建造階段航天員的首次出艙活動，總時長6小時46分鐘，大幅刷新了2008年神舟七號約20分鐘的出艙活動記錄[20]。
9月16日，神舟十二號乘組撤離太空站天和核心艙進入載人飛船。飛船於當日8時56分與核心艙分離，隨後與太空站組合體完成繞飛及徑向交會試驗，成功驗證了徑向交會技術。9月17日13時34分，神舟十二號載人飛船返回艙安全降落在東風着陸場預定區域，天和核心艙的首次載人飛行與駐留任務取得圓滿成功。[21]
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功能與配置
天和核心艙全長16.6米，重約22.5噸，體積比國際太空站的任何一個艙位都大[22]。核心艙由節點艙、小柱段、大柱段、後端通道及資源艙組成，大柱段直徑4.2米，小柱段約2.8米。
節點艙是核心艙的主要對接模組，有2個對接口、2個停泊口和1個出艙口，兼作氣閘艙；小柱段內側是居住區，有3個臥室和1個衛生間，外側是太陽能帆板、中繼天線、機械臂、控制力矩陀螺等大尺寸艙外設備；大柱段是工作區，裝有4個機櫃；後端通道負責連接後端的貨運飛船對接口；資源艙為環形柱段，位於大柱段外側，主要安裝有各種生命維持系統。[23]
節點艙可使核心艙與其他四個方向訪問太空站的飛船對接，包括兩個實驗艙（問天艙和夢天艙）、一艘貨運飛船（目前為天舟飛船）和一艘載人飛船（目前為神舟飛船）。[24]艙的軸向（面向前方）和天底（面向地球）的對接口將配備交會對接設備。兩個實驗艙模組都安裝有一個類似於俄羅斯和平號太空站上使用過的轉位機械臂。節點艙上的軸向對接口將是太空站模組的主要對接口。當新的模組到達時，它們將首先對接在軸向對接口，然後由轉位機械臂連接並將模組水平旋轉到兩側的徑向端口永久停泊。而載人飛船和貨運飛船可以對接在核心艙的前、後軸向對接口或者天底對接口。
節點艙天頂（面向太空）端口已被設置為太空站的出艙口，當進行艙外活動時，節點艙也兼顧氣閘艙的功能。[24]在核心艙單獨運行期間，節點艙是唯一的氣閘艙，所有艙外活動均由此處出艙。在問天實驗艙到達後，出艙活動改為經由問天艙的氣閘艙進行，因為後者的空間更大，也更適於艙外活動，而節點艙僅作為備份氣閘艙。
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核心艙是太空站的管理和控制中心，負責太空站組合體的統一管理和控制，為太空站提供指導、導航和方向控制，還為太空站提供動力、推進和生命支持系統[25][26]。
生活方面，核心艙密封艙內部具有3倍於天宮二號空間實驗室的航天員活動空間，配備3個獨立的臥室和1個衛生間，保證航天員日常生活起居。就餐區域配備食品加熱、冷藏、飲水設備和可收放餐桌，方便航天員就餐。[2]工作方面，艙內安裝3個科學實驗機櫃和1個應用任務公用支持機櫃。
電力由兩個可操控的柔性太陽能發電陣列提供，它們利用光伏電池將陽光轉化為電能，可產生共18千瓦的電量。當太空站進入地球的陰影部分時，它們就會被儲存起來為太空站提供能量。太陽翼單翼長12.6米，面積67平方米，雙翼面積134平方米。
補給船將為艙體的推進引擎補充燃料以備太空站使用，以抵消大氣阻力的影響。核心艙亦配備了4台HET-80霍爾效應推進器，每台推進器的推力為80毫牛；將同時啟動其中兩台推進器，以進行軌道保位[27][28]。2021年9月23日到24日，天和核心艙的霍爾電推進子系統的四台推力器完成首次在軌點火測試，電壓、電流、流程各遙測參數均正常，這是電推進系統首次工程應用於載人太空飛行器[29]。
天和核心艙所配置的太空站主機械臂被稱為「天和機械臂」，是目前中國同類航天產品中複雜度最高、規模最大、控制精度最高的空間智能機械系統。其大致結構類似於加拿大臂（Canadarm），展開長度為10.2米，最多能承載25噸的重量。機械臂的肩部設置了3個關節、肘部設置了1個關節、腕部設置了3個關節，每個關節對應1個自由度，具有七自由度的活動能力[30]，可承擔包括支持航天員出艙活動、艙段轉位、艙外貨物搬運、艙外狀態檢查以及艙外大型設備維護等任務。機械臂還具備「爬行」功能，通過末端執行器與目標適配器對接與分離，同時配合各關節的聯合運動，從而實現在艙體上的爬行轉移[30]。
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視頻資料
圖集
展示於中國科學技術館的天和核心艙等比例模型，由結構件實物改造而來。
視頻資料
參見
參考文獻
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