核心提示
01 “天和”号是我国目前研制的最大航天器，也是21世纪以来最重的航天器。
02 天宫空间站一旦建成，意味着我国载人航天工程将迈入空间站时代。
03 中国将成为第三个能够独立自主建设空间站的国家。
04 如果神舟飞船是一辆轿车，那么天宫一号和天宫二号相当于是一室一厅的房子，空间站则像是三室两厅还带储藏间。
05 国际空间站有超过1300亿美元的建造经费，每年还要支出40亿美元的费用以维持运行，是“人类最贵科研工具”。
“5、4、3、2、1，点火。”北京时间2021年4月29日11：23分，随着长征五号B遥二运载火箭升空发射，中国迄今为止打造出来的最重航天器、同时也是21世纪最大吨位单体航天器--“天和”号核心舱上天。
“天和”号核心舱发射可以说是建造中国空间站的奠基之战。接下来，今明两年，我国还将发射“问天”号和“梦天”号两个实验舱段，2022年三个舱段进行组合，形成一个“T”字结构，初步构成完整的空间站——天宫空间站，后续还安排了4次货运飞船，4次载人飞船的发射，实现中国载人航天工程三步走发展战略的第三步任务目标。
“天宫空间站”组成完毕后将在2023年正式运行，在轨寿命15年以上，可同时搭载6名宇航员，保证3名宇航员半年的值守生活。如果国际空间站在2024年退役，中国的“天宫空间站”将有可能成为人类在太空的唯一空间站。
航天专家黄志澄向网易科技表示，天宫空间站一旦建成，意味着我国载人航天工程将迈入空间站时代。而中国也成为第三个能够独立自主建设空间站的国家。
最大航天器“天和”号，立起来6层楼高
4月29日，搭载长征五号B遥二运载火箭的“天和”号核心舱发射升空。对于这个万众期待的“天和”号核心舱你了解多少？
“天和”号核心舱是我国下一代空间站天宫的核心舱段，空间站初期还有两个实验舱分别为问天和梦天；当空间站建成之后还会单独发射一个光学舱，后续可增加扩展舱段。
中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰在接受人民日报采访时曾比喻：“如果神舟飞船是一辆轿车，那么天宫一号和天宫二号相当于是一室一厅的房子，空间站则像是三室两厅还带储藏间。”
“天和”号位于整个空间站中端，相当于树的主干。从介绍来看，“天和”号的体积比国际空间站的任何一个舱位都大，内部至少有50立方米的空间，长度约为18.1米（算连接器），立起来就相当于6层楼的高度，直径则达到了4.2米，比火车车厢的宽度还要大，总重量约为22.5吨，可支持3名航天员长期在轨驻留，是我国目前研制的最大航天器，也是21世纪以来最重的航天器。
据了解，在2018年珠海航展期间，“天和”号核心舱初样模型曾经被公开展示过，参观的人排队进入舱内参观，就像一列火车一样。
从舱段来看，“天和”号核心舱由生活控制舱、资源舱、节点舱三个部分构成，将为太空为航天员和科学家提供居住和科研环境，支持长期驻留，可以对接货运与载人飞船。
另外，核心舱还配备一对强而有力的机械手臂，2个机械手臂一大一小，可以真实地模拟人类手臂拥有动作和能力，可以在太空中抓取物体，大的能在太空里抓住25吨重的物体，小的可以与大的配合操作。
据介绍，“天和”号核心舱还有些超前黑科技，比如配置了光电转换效率最高的三结砷化镓太阳能电池，并前所未有地应用了可二次展开的桁架式柔性太阳能电池翼，其发电供电效率大大超过其他航天器。
另外，核心舱还应用了电推发动机，可用于调整空间站运行时的姿态和轨道，由于使用的是电推方式，它可以用高效力地使用推进剂，少量的推进剂即可以达到调整姿态和升轨的需求等等。
“天和”号成功发射，对我国来说意味着什么？航天专家黄志澄表示，我国载人航天分三步走，神舟五号完成了第一步，天宫二号完成了第二步之后，我国载人航天进入了第三步阶段，这也是载人航天该阶段的最后目标，标志着我国进入了空间站时代。
中国为什么要自建空间站？
在“天和”号发射成功之后，2022年中国将陆续发射“问天”号和“梦天”号两个实验舱段，2022年三个舱段进行组合，形成一个“T”字结构，构成完整的空间站——天宫空间站，实现中国载人航天工程三步走发展战略的第三步任务目标。
空间站，就是近地轨道长时间运行、可供多名宇航员巡访、长期工作和生活的载人航天器。
据悉，除了一个核心舱和两个实验舱之外，我国还安排了天舟四号货运飞船、神舟十四号载人飞船、天舟五号货运飞船、神舟十五号载人飞船的发射任务。
目前在轨建造阶段4次神舟载人飞船航天员乘组已经确定，新选拔的18名航天员已经报到，进入训练。由第一批有飞行经验的航天员担任指令长，第一批未有飞行经验的航天员以及第二批航天员为协助员，第一批航天员中还没有飞天的航天员有望圆梦太空。第三批航天员则主要承担2022年后天宫空间站运营阶段任务。
航天科技集团科技委主任、中科院院士包为民在接受央广网采访时曾表示，（天宫）空间站是我国最复杂的航天系统，它将在轨完成建造，即：核心舱再加两个实验舱构成一个T字型，三个舱要在空间进行组装，这三个舱都是一体化设计的，所以它的构型是非常复杂的。
“我国建设空间站有着十分重要的意义，空间站的任务主要有两个，一个是地球近地轨道400公里左右，进行太空科学技术试验；另一个是为未来人类探索月球特别是火星打下坚定的基础。”航天专家黄志澄向网易科技表示。
他继续解释道，人们越来越意识到第二个意义的重大。空间站将成为人类向深空进发的基础设施，因为人要登上火星需要至少半年以上时间，并且在这个过程中忍受很强太空辐射，对人体有很重要的影响，空间站可以提供人在太空基本的研究工作，特别是人的健康。
“另外一方面，人类在月球建设基地，必须解决装备、制造和检修的一系列任务，那么，在空间站就可以进行这样的科学技术实验。所以，近年来，大家已经意识到空间站的一个重要任务是为了人类探索深空提供必要的技术准备。”黄志澄认为。
不仅如此，完成天宫空间站建设，中国将成为世界上第三个独立自主建设空间站的国家。
“国际空间站将在2024年退役，也可能稍许延长；而俄罗斯准备建设自己的空间站；国际空间站虽然是国际合作的实验和例子，但一直将中国排斥在合作之外，中国独立建设空间站有着十分重要的意义。”
据了解，国际空间站是以美国、俄罗斯为首，包括加拿大、日本、巴西和欧洲空间局等6个太空机构共16个国家参与研制。中国曾多次申请加入却一直被拒绝，在2011年，美国政府还单方面的颁布了禁令明确规定对中国进行技术封锁。从此之后，中国就走上了空间站自主研发的道路。
天宫空间站或成太空唯一空间站？
公开信息显示，世界上提出载人航天计划的国家很多，但真正能够实现独立将人类送入太空的国家只有三个，俄罗斯（包括前苏联）、美国、中国三个国家。
中国空间技术研究院空间站系统总设计师杨宏在接受《瞭望》采访时表示，载人航天是当今世界技术最复杂、难度最大的航天工程。
据《瞭望》报道，从国外载人航天历史上看，按照所占GDP百分比计算，载人航天是有史以来花费最大的工程，超过了金字塔、大教堂以及各时代的奇迹工程。
空间站更是如此。据了解，目前太空唯一的载人设施就是国际空间站，有超过1300亿美元的建造经费，每年还要支出40亿美元的费用以维持运行，是“人类最贵科研工具”。
国际空间站
不仅如此，由于设备材料的老化，国际空间站还曾多次发生漏气减压事故。俄罗斯航天局曾计划在2020年关闭空间站，后来又推迟到了2024年。如果国际空间站在2024年退役，中国的“天宫空间站”将有可能成为人类在太空的唯一空间站。
今年4月21日，俄罗斯国家航天集团负责人还宣布将逐步退出国际空间站，如果得到普京总统的批准，俄罗斯准备在2030年前建立自己的太空站。
黄志澄认为，今后30年，空间站将是各国比拼的主战场。
参考资料：
科普大世界《长征五号又要出征，我国迄今最大航天器将上天，竖起来有6层楼高》
人民日报《揭秘中国空间站》
央广网《全国政协委员包为民详解我国航天科技未来发展》
瞭望《载人航天：只有头部玩家才有资格玩》
老勒看军事《天和号核心舱正式亮相，90立方三室两厅体型真大》
BBC中文《国际空间站老化 俄罗斯要“撇开美国单干”》
科技日报《国际空间站或在2024年停用》
“天和”核心舱升空！中国载人航天进入最后一步
“天和”核心舱的发射
正式拉开了中国空间站建设的序幕
北京时间4月29日11时许，中国在文昌航天发射场用长征五号B遥二运载火箭发射空间站天和核心舱。图/中新网
今年4月19日，是世界第一座空间站“礼炮一号”升空50周年纪念日。10天后，中国空间站“天宫号”的核心舱也发射了。
迄今为止，人类已研制出宇宙飞船、航天飞机和空间站三种载人航天器。宇宙飞船和航天飞机因运行时间短、容积小，因此主要用于天地往返运输，为空间站接送航天员和货物；而空间站则具有寿命长、容积大、功能强、载人多等优点，是开发太空资源的理想基地。
中国空间站研制工作由航天科技集团五院抓总。航天五院空间站任务总指挥王翔介绍，作为人类历史上规模最大的航天器，空间站是一种在近地轨道长时间运行、可满足航天员长期在轨生活、工作以及地面航天员寻访的载人航天器，代表了当今航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术成果。
“中国今年的航天重点就是空间站，基本上大量的钱就砸在上面了。”国家天文台行星科学家郑永春告诉《中国新闻周刊》。今年和明年，中国将接续实施11次载人航天任务，包括3次空间站舱段、4次货运飞船以及4次载人飞船发射，于2022年完成空间站在轨建造。
太空之家
“天和”核心舱可支持3名航天员长期在轨驻留，供航天员工作生活的空间约50立方米，支持开展舱内外空间科学实验和技术试验，是中国目前研制的最大的航天器。航天五院相关设计师介绍，核心舱的体积非常大，长度比五层楼房还要高，直径比火车和地铁的车厢还要宽不少，体积比国际空间站的任何一个舱位都大。
核心舱是空间站的指挥控制中心。具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验等能力；密封舱内配置有工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区以及锻炼区，能够为航天员工作和生活提供舒适良好的保障条件。
图/中新视频截图
这里配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居，太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材，以满足航天员日常锻炼，舱内情景照明可由手机APP控制。此外，核心舱还配了天地视频通话设备，可以实现与地面的双向视频通话；还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。
航天五院空间站任务总指挥王翔介绍，此前中国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天，所必需的水和氧气由航天器直接送入太空。为了航天员可以待得更久，这次空间站设计了可再生系统：航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收，排泄的尿液也会回收净化，重新作为饮用水和生活用水使用；电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳，将通过化学反应生成氧气。
核心舱成功发射后，下一个执行任务的将是“天舟二号”货运飞船，之后再发射载人飞船，“天舟二号”和核心舱实行对接后，载有3名航天员的“神舟十二号”飞船也将进入发射准备阶段。其中，空间站各舱段将由长征五号B运载火箭在中国文昌航天发射场发射，货运飞船将由长征七号运载火箭发射，神舟载人飞船将由长征二号F火箭在中国酒泉卫星发射中心发射。
太空科研平台
按计划，中国空间站将在2022年前后建成，运行在高度340至450公里的近地轨道，在轨飞行可达10年以上。空间站是人类飞往深空的前哨站，人类在太空中的大型科学实验平台。
中国天宫空间站由三个部分组成，包括“天和”核心舱、“问天”及“梦天”两个实验舱，整体呈T字型。作为长期有人照料的太空实验室，这里可以支持开展大规模、多学科交叉的空间科学实验，将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等类别相关的科学研究实验设施。同时，将部署10 余个先进科学实验柜、舱外载荷安装平台以及共轨飞行的巡天望远镜，提供空间科学实验条件。
虽然空间站运行在低地球轨道上，与地面的距离不过几百公里，比起地球到月球、火星等天体的距离近很多，但是这里已经进入了太空，可以获得微重力环境，这为许多研究提供了可能性。
微重力环境下，会出现液体和气体由重力导致的自然对流基本消除、液体中浮力消失、由于物质密度不同引起的沉浮和分层现象也消失等现象。地球上一些常见的物理现象就不再适用，在这里，水变成了水珠，可以当乒乓球打。因此，微重力环境可以开展流体物理研究，括界面现象、多相流、复杂流体等。这一领域的研究对发展先进的空间流体管理、热管理等航天技术有十分重要的作用。
再比如，原子团由于重力的消失会获得不同的运动形态，科学家们可以利用这一变化，在空间实验室中对更加准确的冷原子钟进行试验。原子钟是北斗等卫星定位系统的核心元件，高精度的原子钟未来有望让卫星定位变得更加准确。
此外，还可以研究微重力条件下的材料制备：空间材料科学是深入开展材料科学研究的独特途径，可能获得地面难以生产的先进材料和地面难以精确测量的重要参数。具体来说，这方面的研究一是排除重力影响下研究材料的制备过程规律及材料的结构和性能变化，二是空间应用材料在高能粒子和紫外辐照、原子氧侵蚀、高低温交变循环等空间环境下的使役行为。
2019年6月，中国载人航天工程办公室与联合国外空司就联合对外公布，来自17个国家、23个实体的9个项目成功入选中国空间站第一批科学实验项目，这是中国载人航天工程首次通过联合国进行的大规模国际合作。
图/中新视频截图
美、俄开始逐渐退出空间站
1961年4月，苏联发射了世界第一个载人航天器——“东方1号”飞船，把航天员加加林送上了太空。接下来的目标是，如何让人在太空中“待得住”“待得久”。10年之后，苏联成功发射了世界第一座空间站“礼炮1号”。
之后，苏联从1986年开始发射由多个舱段组成的“和平号”空间站，由1个核心舱和5个实验舱组成，因而大大扩展了航天员的活动空间，提高了空间站的工作能力。苏联这方面的强势使得美国也开始转变重点，国家天文台行星科学家郑永春说，整个1980年代，美苏月球与火星探测进入低潮，美国的航天重点放在了发展空间站相关的东西。
空间探测技术资深科普作者庞之浩写道，随着苏联解体，1993年，美国对其“自由号”空间站建造方案进行了“大手术”，其中最主要的措施是吸收俄罗斯为正式合作伙伴，采用了很多苏联空间站的成熟技术，目的是节省费用、少走弯路、降低风险和缩短时间，这就是今天国际空间站的前身。
国际空间站以其庞大的规模、酷炫的外形，已经成为当代世界航天的标志。它是一项国际太空合作计划，于1998年由16个国家历经10年共同建设完成，建造成本高达1500亿美元。1998年11月20日，由美国出资、俄罗斯制造的第一个组件“曙光号”功能舱发射成功，随后10多年间，国际空间站从2个太空舱拓展至15个太空舱，直到2010年才最终建造完成并转入全面使用阶段。
该空间站是迄今世界上耗时最长、涉及国家最多、规模最大、设备最先进的航天工程，主要由美国国家航空航天局、欧洲航天局、俄罗斯联邦航天局、日本宇宙航空研究开发机构、加拿大空间局共同运营。
4月12日俄罗斯“宇航节”召开的相关工作会议上，俄总统普京做出正式退出空间站项目的决定，并着手计划建造自己的空间站。副总理尤里·鲍里索夫在接受媒体采访时表示，国际空间站的运行年限已满，它的状态已不尽如人意。“最近关于技术故障的消息越来越多。为了避免在紧急情况下的任何风险，必须对空间站进行技术考察。而且我们最终（做出了退出的）决定并就此诚实地对伙伴们发出预警。”
国际空间站的设计寿命最初只有15年，但在2015年，美国和俄罗斯的航天部门达成一致意见并签署协议，同意国际空间站的使用寿命由2020年延长至2024年。如今已是国际空间站工作的第23个年头，超长的服役期使得空间站的设备性能严重老化，每年高达50亿美元的维护成本，依旧无法修补超长服役期带来的损伤。
与此同时，郑永春说，空间站、载人航天这一块，现在美国慢慢在退出来，将重心转向火星探测、重返月球等等，“美国国家航空航天局（NASA）就想把投到这方面的钱省出来，交给商业公司去做，因为觉得这部分工程已经成熟了。”
在过去20来年里，美国在国际空间站上的投入已超过1000亿美元，如此巨大的开支对于NASA来说压力不小。每年为了运维空间站，美国都需耗费约40亿美元，而NASA整个财年的预算大约在170至180亿美元。
2018年，特朗普政府开始将国际空间站逐渐私有化，交由私营企业经营，计划从2025年开始，美国联邦政府将停止向国际空间站提供任何资金。美国在2019财年投入1.5亿美元的财政预算，培养航空领域的商业实体进一步发展、成熟，以确保商业领域的接替者，届时有能力接管空间站。
太空中唯一的空间站
2024年国际空间站退役之后，在一段时间内，中国的地球空间站可能将是太空中唯一的空间站。庞之浩指出，载人航天是一项高投入、高风险、高技术的系统工程，至今只有俄罗斯、美国和中国三个国家独立掌握载人航天技术。
空间站工程是中国载人航天工程“三步走”的第三步。1992年，中国载人航天工程正式启动，第一步是研制载人飞船阶段，实现航天员天地往返等目标，第二步是空间实验室阶段，掌握出舱、交会对接技术，验证推进剂在轨补加技术，完成运送货物补给等任务。从2003年神舟五号首次将中国航天员送入太空至今，在前两步中，中国成功研制和发射了6艘“神舟”载人飞船、2座“天宫”空间实验室和1艘“天舟”货运飞船，已把11名航天员送上了太空。
这些都为第三步——空间站建设打下了基础。其中，空间站任务又分为关键技术验证、组装建造和运营三个阶段，目前正处于第一个阶段：通过发射天和核心舱和2艘载人飞船、2艘货运飞船，验证柔性太阳电池翼和驱动机构、空间站推进剂等技术。
尽管历史悠久，空间站未来依然大有可为。目前，美国正联合一些国家合作研制月球空间站——“深空门户”，预计2024年以后投入使用。月球空间站既可成为前往月面、小行星甚至火星的载人飞船的出发平台，又能作为月球车的中继通信平台，还是前往维修日地L2轨道上的空间望远镜的中转站。
“照我说，不如把中国的空间站建到月球（轨道上）去，这样载人登月就不用像‘阿波罗’（计划），那样太困难了。”今年1月13日，中国科学院院士、中国月球探测工程首席科学家欧阳自远在一次报告中说道，自己曾建议中国跳过地球空间站建设，直接建设月球空间站，更利于未来的载人登月计划。
欧阳自远认为，从苏联空间站到国际空间站，已经有几十年历史了，中国再建造地球空间站意义不大，“人家几十年基本上什么重要的事情都做了。”不过，着眼当下，“天和”核心舱的发射，正式拉开了中国空间站建设的序幕，也是中国载人航天史上的一个重要里程碑。
拉开中国载人空间站建设大幕的核心舱为什么重要
4月29日，在长征五号B运载火箭的托举下，航天工程空间站“天和”核心舱精准送入预定轨道，首战告捷标志着中国载人航天工程空间站建设正式拉开大幕。
按照空间站建造任务规划，今明两年我国将接续实施 11 次飞行任务，包括 3 次空间站舱段发射、4 次货运飞船以及 4 次载人飞船发射，于 2022 年完成空间站在轨建造，实现中国载人航天工程“三步走”发展战略“第三步”的任务目标。
空间站系统包括多个主要舱段、载人飞船和货运飞船，那么，为何先发射“天和”核心舱呢？
珠海航展展示的“天和”核心舱1比1模型。 本文图片澎湃新闻记者 谢瑞强
中国目前最大的航天器
空间站是一种在近地轨道长时间运行、可满足航天员长期在轨生活、工作以及地面航天员寻访的载人航天器，航天科技集团五院空间站任务总指挥王翔指出，“作为人类历史上规模最大的航天器，空间站代表了当今航天领域最全面、最复杂、最先进和最综合的科学技术成果，是一国航天实力的重要体现之一。”
中国空间站研制工作由航天科技集团五院抓总。据航天科技集团五院空间站任务总设计师杨宏介绍，中国空间站总体构型是3个舱段，包括“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱，整体呈 T 字构型。三个主要舱段，为何“天和”核心舱先上天呢？
核心舱，顾名思义，其是核心舱段，在整个空间站中起着核心的作用，居核心地位。“天和”核心舱全长 16.6 米，最大直径 4.2 米，发射质量22.5 吨，是未来空间站的管理和控制中心。“天和”可支持3名航天员长期在轨驻留，支持开展舱内外空间5科学实验和技术试验，是我国目前研制的最大的航天器。
“天和”核心舱好比是大树的树干，其他的舱段都会安装在它的接口上，如同大树的根、枝、叶，不断向外延伸。所以，“天和”核心舱有一个庞大的躯体和结实的身板。中国航天科技集团有限公司五院空间站核心舱结构分系统主任设计师施丽铭介绍说，“核心舱的体积非常大，长度比五层楼房还要高，直径比火车和地铁的车厢还要宽不少，体积比国际空间站的任何一个舱位都大，航天员入驻后，活动空间非常宽敞。”
“此外，核心舱的重量相当于三辆大客车的空重重量，同样也超过国际空间站的任何一个舱段。”施丽铭补充说。
核心舱包括节点舱、生活控制舱和资源舱三部分，有3个对接口和2个停泊口。对接口用于载人飞船、货运飞船及其他飞行器访问空间站，停泊口用于两个实验舱与核心舱组装形成空间站组合体，另有一个出舱口供航天员出舱活动。空间站具备长期自主飞行能力，能够支持航天员长期驻留，支持开展航天医学和空间科学实验。
正接受测试的“天和”核心舱。
舒适的“太空之家”
具体来说，“天和”核心舱由节点舱，大、小柱段，后端通道和资源舱组成，发射升空后，将为航天员提供太空科学和居住环境，支持长期在轨驻留，承接载人飞船和货运飞船的对接停靠。
为了让航天员在太空中的长期生活更加舒适，核心舱在设计上较过去有了很大突破。据航天科技集团五院航天专家介绍，核心舱供航天员工作生活的空间约 50 立方米，未来加上两个实验舱后，整体能够达到 110 立方米。
航天科技集团五院空间站系统副总设计师朱光辰曾经打过一个非常形象的比喻：如果神舟飞船是一辆轿车，那么天宫一号和天宫二号就相当于一室一厅的房子，而空间站则是三室两厅还带储藏间的“豪宅”。
为了让航天员在空间站拥有更舒适的地方，航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊介绍道，“天和”核心舱的密封舱内配置了工作区、睡眠区、卫生区、就餐区、医监医保区和锻炼区六个区域。不仅能够保证每名航天员都有独立的睡眠环境和专用卫生间，而且在就餐区配置了微波炉、冰箱、饮水机、折叠桌等家居，还配置了太空跑台、太空自行车、抗阻拉力器等健身器材，以满足航天员日常锻炼。
此外，张昊还透露，舱内情景照明可由手机 APP 控制。说到手机，核心舱不仅已配备，可以实现在轨航天员之间通话和天地通话；还配了天地视频通话设备，可以实现与地面的双向视频通话；此外，还有可以支持航天员收发电子邮件的测控通信网和相关设备。
不仅活动空间大，航天员在空间站的补给也得到了更好保障。此前我国航天员在轨飞行时间的最高纪录是33天，航天员生存所必需的水和氧气由航天器直接送入太空。为了让航天员实现更久的在轨停留，空间站设计了完整的可再生生命保障系统。航天员呼出的水蒸气会通过冷凝水方式回收，排泄的尿液也会回收净化，重新作为饮用水和生活用水使用。电解制氧时产生的氢气与航天员呼出的二氧化碳，将通过化学反应生成氧气，这也能够降低氧气的补给需求。
空间站资源十分宝贵，经过科学且慎重的遴选，空间站上将搭载安装包括生物学、材料科学、基础物理、微重力、流体等类别相关的科学研究实验设施。据悉，空间站上将部署10余个先进科学实验柜、舱外载荷安装平台以及共轨飞行的巡天望远镜，提供空间科学实验条件，解决大规模空间应用问题。
节点舱前段对接口，可对接载人飞船。
安全的“太空之家”
据悉，中国空间站的设计寿命是15年，并可通过维修延长寿命。
“中国空间站设计在轨飞行10年，具备延寿到15年的能力。为了保证空间站在轨不小于15年长寿命要求，我们从设计伊始，就开展了长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。”空间站系统副总设计师侯永青表示，“具体来讲，就是以系统和产品的长寿命和固有可靠性设计为基础，配合开展系统和产品在轨故障诊断、处置预案设计、维修性设计，以实现长寿命、可靠性的既定目标。”
空间站在太空中安家后，将面对来自宇宙的各种威胁和挑战，比如，原子氧、紫外辐照、真空、温度交变、空间碎片以及微重力等等，这些危险元素可能会造成空间站的材料性能衰退，或者诱发故障，从而制约舱外电缆、表面涂层、光学镜头等产品和设备的使用寿命。
“影响核心舱舱体主结构长寿命的因素主要有疲劳损伤、意外损伤和腐蚀三种模式。”航天科技集团五院空间站系统总体主管设计师夏乔丽说。
为了最大限度地减少损坏和伤害，设计团队想方设法让空间站变得更结实、更强壮。“在‘天和’核心舱主结构设计时，我们从抗腐蚀、抗疲劳、抗断裂三个维度进行了综合分析和评价，从材料选择、结构设计、构型、参数设计等方面进行了科学优化的设计，并从材料到构件到舱段都进行了仿真验证，以确保长寿命。”施丽铭介绍说。
核心舱侧面。
此外，针对长寿命问题，结构研制团队还创新设计了健康监测子系统。这个新增的子系统就像体检医生一样，能够在轨对承受的载荷以及自身的结构状态进行实时监测，也能够对空间碎片等“飞来横祸”进行监测、定位和报警，一旦发现有空间碎片撞击上来，能迅速及时地报警，第一时间通知地面和航天员，立即处理。它还能对舱内的压力情况进行监测，根据不同的压力指标进行分级报警。
为了应对空间碎片等“劲敌”的攻击，“天和”核心舱热控分系统针对长寿命可靠性问题，在载人二期的基础上，开展了健壮性设计，为空间站安装了两条相当于“大动脉”的管子——热管辐射器，以便减少流体管在外暴露的面积，大大降低被空间碎片击穿的风险。
就像家里使用的水管子、水龙头，用上几年可能就坏了，必须及时更换、维修，否则家里容易闹“水灾”和用水危机。航天科技集团五院空间站热控分系统主任设计师韩海鹰强调，空间站的热控分系统决不能坏掉，特别是有着热控回路系统心脏之称的“回路泵”，必须是可维修的。
据悉，空间站在轨长寿命的秘方还有很多，比如舱体结构密封圈、壁板、各种阀门、各种管路等，都在可靠性和长寿命方面进行了巧妙的设计。“千言万语汇成一句话，就是空间站采取了以设备长寿命设计为基础，结合可靠性设计，补充在轨维修的策略，确保长寿命。”侯永青总结说。
