杨宏院士：中国空间站——我们的征途是星辰宇宙

以下是杨宏总师演讲全文：

非常高兴来到腾讯WE大会，我来自中国航天科技集团公司五院，现任中国载人航天工程空间站系统总设计师。

大家可能会觉得载人航天很神秘，今天我就想讲讲我所经历的载人航天的研制过程，讲述航天人的故事。

星辰大海是人类永恒的浪漫向往，浩瀚宇宙有很多奥秘需要人类去探索。自古以来，中华民族就向往飞向太空、遨游宇宙 ，嫦娥奔月的美丽神话，敦煌石窟的飞天壁画，万户飞天的千古壮举，无不寄托着华夏子孙的飞天梦想。当今世界，很多国家更是把航天发展上升到了国家战略层面。那么什么是载人航天呢？

载人航天是人类驾驶和乘坐载人航天器，在太空中从事各种探索、研究、试验等的往返飞行活动，其目的在于突破地球大气的屏障和克服地球引力，把人类的活动范围从陆地、海洋和大气层扩展到太空，更广泛和更深入地认识整个宇宙，并充分利用太空和载人航天器的特殊环境，进行各种研究和试验活动，开发太空极其丰富的资源。

载人航天的意义有三个方面：

现已知，浩瀚的太空是人类巨大的宝库，拥有了太空高位置资源，人类文明就能前进一大步，而载人航天事业正是通向这个宝库的桥梁。但是，载人航天是一个高风险的事业，确保航天员的安全是我们的责任。

我们常说的一句话就是：“载人航天，人命关天”，我们的团队经常要提醒自己的，就是航天员的生命安全就在我们每个人的手里，我们要对航天员的生命安全负责。我们的老总师戚发轫院士曾经对我们讲的一句话：“你们要把自己当作航天员，看你们敢不敢坐你们自己设计的飞船”。

载人航天是个系统工程，就像一个庞大的机器，每个人可能是颗螺丝钉、或者是个齿轮、或者是个传送带，只有每个人的工作到位了，这个庞大的机器才能正常运转。而我们的工作又像一个木桶，木桶的短板就决定了能装多少水。

我作为载人航天器总设计师的重要任务之一就是找短板，找到了短板就找到了风险，风险控制住了，成功才有把握。飞船在天上的飞行是按步骤来，我们称之为每一个步骤叫做飞行事件，而所有的飞行事件就像一串珍珠项链。

如果说每颗珍珠代表一个事件的话，那么每个珍珠后面都有N多的人去保驾，确保让每一颗珍珠都完美无瑕，不允许有任何瑕疵，这样才能确保整个项链的完美。这后面有多少航天科技工作者在保驾护航，又有多少人在默默无闻地奉献。因此，中国航天的质量是靠所有的航天人一起保出来的。

每年的10月16日，我都会给一个人发去祝福，这个人就是大家都非常熟悉的航天英雄杨利伟，他是我国进入太空的第一人。有一幅场景至今都让我记忆犹新，那就是2003年10月15日上午9点，神舟五号飞船矗立在酒泉卫星发射场的发射塔架上，在准备发射，当指挥员下达了倒计时的命令读秒的时候，10、9、8、7……就在这个时候我们的航天员杨利伟，通过镜头向我们在场的所有人行了一个军礼，指挥大厅的所有同志们报以热烈的掌声予以回敬，许多人流下了眼泪，因为这是首次载人飞行，尽管我们做了充分的准备，但是风险依然存在，我们的心里依然是紧张。所以直到10月16日神舟五号飞船返回舱安全返回时，我们的设计师心里才落了地。所以说每当航天员安全返回地面，航天员走出舱以后，才是我们最幸福的时刻。

在突破了载人飞行技术后，我们面临的是出舱活动和交会对接任务。“两弹一星”功勋王希季老院士，对交会对接任务做了一个重新的定义，也就是在突破交会对接技术的同时，要解决空间实验室和组合体的控制管理技术，为空间站奠定基础，这就有了天宫一号。它不仅作为交会对接的目标飞行器，同时它要承担交会对接以后，两个航天器合为一体以后的组合体的控制和管理，也就是“1+1=1”，那么这也是空间实验室乃至空间站所要解决的关键技术。

天宫一号在跟国外同类型航天器相比，它受重量、体积等资源的强约束，突破了多项关键技术，特别是为空间站的关键技术奠定了基础。比如说控制力矩陀螺技术，大型地板加工技术，也就是大型密封仓的生产加工技术，还有可补加推进剂的金属膜盒储箱，光纤陀螺等等。而这些关键技术的突破不仅用于了天宫一号，也为空间站的研制奠定了坚实的基础，有很多技术直接就应用到了空间站的任务中。

在空间站研制过程中，我们坚持系统谋划和顶层设计，独立自主地一体化设计空间站的三舱，使多个舱段，多个航天器的系统可整合重构，大幅提升了整体可靠性，形成了中国特色的空间站方案，所突破的关键技术都是具有完全自主知识产权的。

比如我们空间站所用到的关键技术，大型太阳能电池技术，采用了柔性太阳电池翼，就像折叠扇一样，发射时候是收拢状态，在轨展开，还可以收拢，它有了非常高的发电效率，体积轻、重量小、可展可收、可以在轨维修。因为能源是一个航天器的动力源泉，所以能源技术是我们的重要的关键技术。

再有就是我们的再生生保技术。大家知道航天员长期在轨的生活和工作，需要有一个安全舒适的载人环境，同时要保持这个载人环境，需要地面的补给。大家都知道，我们地面如果给载人航天器大量的补给的话，会消耗很多的资源，那么我们怎么样想办法，能在天上能让我们的载人环境当中的话，一些资源可以再利用，这样就可以大大地降低我们发射所需要的一些成本。

比如航天员在天上锻炼出的汗，可以作为冷凝水收集起来，处理成再生水可以再喝；航天员排出的尿液也可以处理成再生水，可以用于电解制氧，这制成的氧气可以排散到舱里，航天员可以呼吸的时候使用，那么排出的氢气，我们可以跟收集的二氧化碳，还可以再还原。所以这样的话，我们实现了在密封舱内，一个小环境情况下的资源的再利用，特别是水资源的再利用，这样可以大大地降低我们的运营补给的成本。

空间站是要打造成一个长期在轨稳定飞行的国家太空实验室，那么它要实现长期稳定运行，要有高可靠的设计、高安全性的设计，同时还要有维修性的设计。维修性是设计出来的，而不是说你想修的时候就能修。在设计之初就要把可维修性的设计体现到我们的系统设计中。所以我们要把维修性设计与可靠性设计、安全性设计结合起来，这样的话，通过航天员可以进行在轨的维修维护，实现空间站的长期在轨的稳定运行，为科学实验创造有利的条件。

那么说起为科学实验创造条件，我们还要设计，尽可能地降低空间站平台所消耗的能源、体积、重量、还有信息资源。

比如说我们在重量分配上来讲，尽可能地要压低空间站平台所占用的资源，让更多的重量去支持我们的科学实验。我们的功耗在天上，我们的电源、功率是有限的，那么尽可能地要压缩空间站平台的功率，去最大限度地支持空间科学实验的用电。我们天地之间的数据通信，也是尽可能地压低平台所需要的传送的带宽和速率，把宽带用在我们的科学实验数据的传输上。

我们在空间站当中的设计理念，是尽可能地提高效率，提高科学实验在整个空间站资源当中的占比，由此提高空间站对科学实验的支持能力，而降低我们的运营成本。

那么这些关键技术突破以后，我们要把涉及到的多学科的设备要组装到一起，组装成一个一个的舱段，然后经过严格的测试、试验。

空间站一共有三个舱段，分别是天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱，而每个舱段它的吨位都是将近23吨，尺寸的话都在17米左右，还有最大直径也在4米2，那么这么大的尺寸的舱段，如何在天上像搭积木一样地组装建造起来？所以空间站的多舱段的组装建造就是一个难点。

所以我们要把空间站的三个舱段，分别由长征5号B运载火箭分别发射入轨，然后像搭积木一样地一个一个地组装在一起，而组装的这个过程还要实现“1+1=1”，“1+N还要等于1”，这是什么意思呢？

也就是说以空间站天和核心舱为核心控制大脑，每发射一个实验舱对接完成以后，整个组合体的管理就由天和核心舱来负责控制和管理。那么再上来一个实验舱也是这样。所以天和核心舱是整个空间站在轨组合体的控制和运营管理的大脑，那么这样的搭积木要最终实现1+N还是等于1，什么时候都要有一个大脑来统一控制和管理整个组合体。那么空间站的三舱组装建造完成以后，还可以进行扩展。

我们掌握的原则就是，开始进行的组装建造规模适度，但是留有发展空间，也就是说可以扩展，还可以扩展到六个舱，最大吨位可以达到180吨。也就是说，我们现在空间站的三舱再加上天舟货运飞船、神舟载人飞船，将达到百吨级。未来的话，空间站的舱段还可以扩展，最大可以扩展到180吨。

今后发展，以空间站组合体为太空母港，可以有N多航天器跟随这个母港进行伴飞。比如我们的大型巡天望远镜就可以跟着空间站来进行伴飞。平日里，在做科学实验的时候，在巡天的时候，可以独立地飞行、运行，但需要维修、补给燃料的时候，可以自主地对接到空间站上，由空间站的机械臂进行照料，由空间站里面的航天员出舱后，可以给它进行维修和维护，有空间站还可以给它进行补加推进剂。

完成了维护、补加以后，这个伴飞舱还可以分开单独继续去飞行，这样就形成了一个以空间站为主体的一个太空母港，可以有多个不同种类、不同领域、不同用途的航天器伴飞，由此形成了一个具有中国特色的空间站的方案。

建造空间站，建成国家太空实验室，是实现我国载人航天工程三步走战略的重要目标，是建设科技强国，航天强国的重要引领性工程。

回首三十年来的飞天路，我认为三十年的中国载人航天的成功归功于两大制胜法宝。一是举国体制。在党的坚强领导下，载人航天事业取得了辉煌的成就，这要归功于我们的党的坚强领导，坚持社会主义集中力量办大事的新型举国体制，是中国载人航天事业发展的制胜法宝。立项实施三十年的中国载人航天工程，是发挥新型举国体制优势，体现科技自立自强，强调人才培养的典型领域。特别是党的十八大以来，载人航天工程实现了跨越式发展，十年来密集突破了一系列关键技术，正在由航天大国向航天强国迈进。

制胜的第二个法宝就是“两弹一星”精神和载人航天精神。我们的老一代航天人，在非常艰苦的条件下，他们放弃了国外的优厚待遇，毅然地返回祖国，参加我们的国防工业的建设，他们的热爱祖国的情怀值得我们永远地学习。

让我特别感动的是，老一代航天人在条件那么艰苦的情况下，抱着航天报国这样的满腔的热忱，做惊天动地事，做隐姓埋名人，这样的科学家精神一直在激励着我们一代代航天人接续奋斗。

载人航天工程尤其注重精神的引领和传承，“两弹一星”精神和载人航天精神是事业成功的根与魂，只有大力弘扬“两弹一星”精神和载人航天精神，扎实推进重大技术创新、自主创新，才能行稳致远，实现由航天大国到航天强国的跨越。

面向未来，党的二十大报告中强调：必须坚持科技是第一生产力，人才是第一资源，创新是第一动力。深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，这一高屋建瓴的论断是具有系统性 全局性的战略部署。科技支撑、人才保障、创新驱动，三者有机统一、相辅相成、密不可分，科技变革体现创新的引领作用，雄厚的人才队伍是高质量发展的关键所在。

载人航天工程也是人才培养体系建设的三十年，是我国提出并加紧推进人才强国战略的三十年。通过载人航天重大工程的牵引，我们载人航天队伍从神舟五号任务以后就完成了新老交替，队伍至今保持在平均年龄35岁以下。

目前，我们正在执行我国载人航天工程三步走战略中的第三步，空间站的组装建造任务。

梦天实验舱与在轨的天和核心舱、问天实验舱，以及天舟四号货运飞船、神舟十四号载人飞船的组合体进行对接，然后完成空间站的T字型的构型的建造，之后还将发射天舟五号货运飞船，还将发射神舟十五号载人飞船，将三名航天员发射入轨，与空间站组合体进行对接。届时中国空间站将会有六名航天员同时在空间站工作和生活。最后是我们的神舟十四号航天员，乘坐神舟十四号载人飞船要安全返回地面。我们要精心组织、精心准备、精心实施，确保空间站组装建造任务圆满完成。

在空间站的应用与发展阶段，要打造国家太空实验室，开展航天员长期驻留，大规模的空间科学实验、空间站的平台维护等工作，服务于国家战略需求，服务于国民经济的主战场。充分发挥其科学价值 经济价值和社会价值。

党的二十大明确从现在起，中心任务就是团结带领全国各族人民，全面建成社会主义现代化强国，实现第二个百年奋斗目标，以中国式的现代化全面推进中华民族的伟大复兴。

筑梦太空，任重道远。踏上新征程，实现高水平的科技自立自强，需要从更高水平、更深层次、更广范围推进。我们要牢记嘱托，以国为重、创新引领、脚踏实地，为实现我国航天科技高水平自立自强再立新功。

中国空间站要打造成国家级太空实验室，开展大规模的空间科学实验。那么可以开展多学科的科学实验，这涉及到了能源、信息、生物、生命科学、空间科学、地球科学等多个领域。

中国空间站是一个开放的平台。中国载人航天工程办公室通过联合国外空司，向国际社会发出了邀请，我们中国空间站欢迎各国的科学家，到中国空间站来开展科学试验。目前为止，按照预定的程序进行科学实验项目的遴选、评审。现在据我掌握的数据是，通过联合国外空司这个平台，目前有17个国家的项目入选，我们将为这些科学实验创造良好的在轨试验条件。

所以说我们中国空间站是国家级太空实验室，同时也是个开放的平台，它将为和平利用空间、开发空间资源，为人类的共同的福祉来服务。所以我们愿同世界各国的科学家一起，在中国空间站这个平台上，开展多项科学实验，共同开发空间资源，和平利用太空，为人类的科技进步作出贡献。

来源：腾讯科学WE大会微信公众号