在天宫一号和长征二F运载火箭组合体顺利完成转场之后，目前正在酒泉卫星发射中心发射架上接受最后的各项测试，并将最早于9月27日发射升空，和11月左右发射的神八飞船实施无人自动交会对接试验，完成中国航天史上的首次“太空之吻”。
天宫一号将与神八飞船完成中国航天史上的首次“太空之吻”（3sNews 配图）
天宫一号和神舟系列飞船的结构和使命有什么不同?天宫一号和神八飞船如何实现交会对接?在世界空间站历史上，天宫一号处于什么地位?昨天上午，围绕天宫一号的一系列热点问题，晨报记者专访了航天专家、《国际太空》杂志社副主编庞之浩。
航天专家、《国际太空》杂志社副主编庞之浩（3sNews 配图）
天宫一号计划流程（3sNews 配图）
天宫一号发射各项准备工作就绪（3sNews 配图）
天宫三次对接，比美俄节省
记者：再过几天，天宫一号就将发射。和神舟系列飞船相比，天宫一号的结构有什么不同吗?
庞之浩：天宫一号是一个空间实验室雏形，它的重量和神舟七号差不多，但尺寸稍大一些。结构上和以前的神七也有不同。神七是三舱式的，天宫不一样，是两舱式的，一个实验舱，一个资源舱。实验舱由密封的前锥段、柱段和后锥段组成。和神七飞船最大的不同是，实验舱前端有一个交互对接机构，以及交会对接测量和通信设备，用于支持与飞船实现交会对接。
记者：我国过去发射的神舟系列飞船，先后实现了载人上天和太空行走的任务，天宫一号的使命又是什么呢?
庞之浩：天宫一号是我国自主研制的全新的航天器，它主要的任务就是完成和飞船的交会对接，使我国掌握关键的交会对接技术。
天宫一号发射升空之后，我们还有三次发射，今年先把天宫发上去，年底神八在无人的情况下和天宫一号实施自动交会对接。明年还要发射神九、神十。神舟十号是要载人的，如果顺利的话，神九可能也要载人上去，也可能无人，这要参考神八的交会对接结果。
除了掌握交会对接技术外，天宫一号还可能承担一些空间科学实验，如航天医学科学实验、空间技术实验等等。
记者：美国和俄罗斯也都掌握了交会对接技术，天宫一号和他们的目标飞行器相比，是否有一些过人之处?
庞之浩：天宫一号发射升空之后，要先后和三艘飞船完成交会对接，这比美俄都要节省。为什么呢?因为国际上交会对接都是用两舱飞船，一一对应，每次交会对接实验，都要发射两个航天器，进行三次交会对接，就得发射六个航天器。天宫一号不一样，一个目标飞行器进行三次对接，只需要发射四个航天器就够了，可以节省两次发射成本，而且还缩短了研制周期。
建空间站交会对接技术先行
记者：交会对接是我国载人航天“三步走”战略中的第二步，交会对接为什么如此重要，要单独作为一步来实施?
庞之浩：我国载人航天工程的近期目标，是建成有较大规模的、长期有人照料的空间站。空间站体积大，自身又不能往返于地球和太空之间，必须用火箭或者航天飞机运载。
空间站就像一座大厦，无论火箭还是航天飞机，都不可能将数百吨的空间站一次性送到轨道上，因此只能将各舱段分批运载到太空轨道，再通过交会对接技术组装到一起。所以，交会对接是建立空间实验室的基础，没有交会对接技术，就不可能建成空间站。
其实不仅是空间站需要，今后载人登月，也需要交会对接技术。
天宫和神八“接吻”口型相同
记者：天宫一号和神八要在太空轨道上对接在一起，面临的最大难题是什么?
庞之浩：交会对接首要的难度在于航天器都在高速运行，时速都在上万公里。特别是在近距离交会时，目标飞行器和飞船的速度、相对位置都要控制得非常精确，否则就可能错过、追尾甚至碰撞。
记者：天宫一号和神八要经过哪些步骤，才能最终对接成整体呢?
庞之浩：天宫一号和神八是先后发射升空的，交会对接之前，两个飞行器都各自绕着地球轨道运行。交会对接分四个步骤完成，地面引导、自动寻地、最后逼近与交会对接。
前面两个步骤，由地面运用雷达及GPS给出远程导引，使两个飞行器接近到几百甚至100公里左右;然后通过航天器搭载的摄影机、对接敏感器等继续靠近，实现最后逼近。
最后的交会对接，美国常常采用航天员手动方式控制近距离交会对接，俄罗斯则更多用自动方式，自动失败后再采用手动。天宫一号和神八将采用自动对接，就是依靠各自的传感器建立双向导航，最终对接在一起。
记者：对接口就像两张嘴巴一样，天宫一号和神八的“太空之吻”实在惊艳。
庞之浩：的确，天宫一号和神八的对接采用的还是目前比较先进的异体同构模式，天宫一号和神八对接口的结构都一样。还有一种是“杆-锥”式结构，一个航天器的对接口内是接收锥，另一个航天器上装有对接碰撞杆，碰撞杆渐渐指向接收锥内，接收锥将杆头锁定。
相比之下，异体同构的优势在于，没有谁主动被动，这有利于救援;其次，异体同构的对接口，可以做得比“杆-锥”对接口的直径大，因而更加畅通，适宜大质量航天器间对接。
完成对接试验任务后“分手”
记者：天宫一号只有两个对接口，却要先后与神八、神九和神十对接，是不是每次对接之后还要分离?
庞之浩：完成对接试验任务后，天宫一号和飞船会分离。分离也是交会对接实验内容的一部分。相比交会对接而言，分离要容易一些，但在高速度、近距离的分离过程中，两个航天器也存在碰撞的风险。至于对接之后多长时间再分离，这个要根据交会对接实验的需要来决定。
记者：目前国际上哪些国家已经掌握交会对接技术?中国的交会对接技术处于何种水平?
庞之浩：目前完全独立掌握空间交会对接的只有美国和俄罗斯，欧洲和日本则部分掌握了该技术。比如欧洲的自动转移飞行器，一种大型的货运飞船，运的东西多，能装载七八吨，它采用俄罗斯的交汇对接技术，近距离通过激光确定其距离、位置、姿态和速度。
如果我国突破了交会对接技术，则将成为世界上第三个完全掌握交会对接技术的国家。
记者：自从上世纪70年代以来，人类已经发射升空10个空间站。和这些空间站相比，天宫一号处于什么水平?
庞之浩：严格意义上讲，天宫一号还算不上是空间站，它只是一个简易的空间实验室。天宫一号和其他空间站的区别在于，首先，它的寿命只有2年，航天员只能短期驻守;其他空间站的寿命可达5至10年，或者更长，航天员每次在轨时间多在100天以上。其次，空间实验室空间小，对接口少，没有扩展能力。而且空间实验室所需的燃料和消耗品要一次带足，其他空间站则可以用货运飞船定期补给。
从重量上比较，天宫一号只有8吨，前苏联发射的第一个空间站“礼炮1号”也有近20吨。今年建成的国际空间站已经是第四代空间站，总重量高达400多吨。
[背景]
国际空间站已经进入第四代
记者：国际空间站已是第四代空间站，空间站的划代标准是什么?
庞之浩：主导空间站技术的主要是美俄(前苏联)，目前已经发展到第四代，划代的标准主要是根据空间站的结构和体积。
前苏联发射的“礼炮1号”到“礼炮5号”属于第一代空间站，这5个空间站都只有一个对接口，可与“联盟”号载人飞船对接，人货混装，航天员和补给物资都从这个对接口进入空间站。它们的重量也都相当，约19吨，长16米，只有一个对接口。这一代的空间站由于空间和能耗等原因，航天员只能短期驻守。
第二代空间站以1977年9月后相继发射的“礼炮6号、7号”为代表。这一代空间站不仅相对更大些，而且出现了两个对接口，一个与联盟号载人飞船对接，另一个用于不载人货运飞船对接，用于轨道加油和往返运送试验设备、试验物品，实现了人货分离。第二代空间站不仅创造过210天和237天长期生活记录，还创造了首位女航天员出舱作业的记录。
1986年前苏联发射的“和平号”空间站，属于第三代空间站，从两舱结构发展到多舱，对接口也达到6个。工作舱、过渡舱以及服务舱等舱段采用积木式结构连接而成。“和平”号总重量达123吨，工作容积400立方米。“和平”号在1999年8月前接待过多批宇航员，按计划在2001年3月退役坠毁。
今年刚建成的国际空间站，则属于第四代空间站。它采用的是桁架式和积木式的“混血”结构，其基础桁架就像是一根“大梁”，居住舱、服务舱、实验舱、太阳能电池板、移动服务系统及站外暴露试验设施都安装在这根“大梁”上，各舱段之间还通过球形节点舱连接。(杨育才)
庞之浩简介：
现为中国空间技术研究院研究员，《国际太空》杂志编审/副主编，中国宇航学会会员，中国空间科学学会空间探测专业委员会委员，中国遥感应用协会专家委员会委员，中国科普作家协会会员，《现代通信》杂志编委，《太空探索》杂志特约记者，《航空档案》杂志特约记者。
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