2020年之后，人類將同時擁有兩座空間站！

神舟11號成功發射后標志著中國已經進入空間實驗室的運營，兩名航天員長達1個月的在軌停留接近美國宇航局1970年代天空實驗室時期的任務要求。先從空間實驗室起步，然后在此基礎上組裝空間站，這也是美蘇成功的經驗。但是也有曲折的地方，比如美國在天空實驗室之后研制了航天飛機，蘇俄則繼續推進空間站，最終蘇俄建成了和平號空間站，而美國的航天飛機只成功了一半。畢竟航天飛機的重復使用性太差，最后弄成每一次發射都需要準備另一架航天飛機待命時刻準備救援。于是美國宇航局轉而發展蘇俄的飛船系統，但仍然需要肯定的是，如果沒有航天飛機，國際空間站還真沒法建成。

建立永久性的空間實驗室

中國的載人航天以三步走戰略推進，第一步是發展無人和載人飛船，神舟五號之后基本確定該階段完成。第二步是突破載人航天的關鍵技術，比如航天員進入軌道后需要艙外行走、需要手動、自動控制與目標飛行器對接、以及多人多天在軌支持。這一步在神舟六號之后基本開始執行，目前天宮一號和天宮二號任務都成功實現，神舟11號對接后暗示第二步戰略基本進入尾聲。第三步是建立永久性的空間實驗室，這就是需要有科學家進入軌道，因為航天員的專長不是做實驗，而是控制飛船，空間實驗室要發揮出效果就要各個領域的專家進入太空，由科學家們去主導空間實驗。

天宮二號的任務已經接近空間實驗室的籌備，兩名航天員要停留一個月的時間，驗證多人多天的軌道支持方案。一旦航天員形成長期在軌停留，這樣才能讓科學家進入軌道，前者負責操控飛船，后者開展空間科學實驗，由此形成的體系才算是空間實驗室。美國宇航局在1970年代的天空實驗室任務期間還仍然使用宇航員作為科學實驗的主力，但是到了國際空間站任務期間，已經實現了讓科學家進入軌道，比如今年7月初升空的聯盟飛船就攜帶了分子生物學家凱特，完成了第一次太空中DNA測序。

100噸級空間站是怎樣的？

天宮二號作為空間實驗室雛形的傾向已經十分明顯，在逐漸驗證多種軌道技術、生命保障體系之后，空間站的建造才算開始。天宮二號的質量為8.6噸，這個噸位還不及空間站核心艙，但是空間站的核心艙的制造需要建立在天宮系統飛行器上。根據中國的空間站建造方案，由三個核心構成，分別是核心艙、實驗室I和實驗艙II。三個艙的質量達到60噸以上，然后在這個基礎上對接兩艘載人飛船和一艘貨運飛船，形成一個100噸左右的空間站。從結構上看，與蘇俄的和平號空間站相似，但并非國際空間站的桁架結構。

事實上100噸級的空間站算是一個迷你的軌道建筑，也是空間站范疇中小而精的結構，核心艙必須有，外接兩個實驗艙算是最低配置，和平號除了核心艙模塊之外，還有量子1號、量子2號、光譜號、晶體號、自然號等功能艙，整個系統在120噸以上，可對接多艘航天器。1995年航天飛機與和平號空間站對接后系統全重也增加在200噸以上，目前國際空間站的總質量為400噸左右。

未來展望：建造軌道空間站，實現登月

中國建成空間站的時間大約在2020年前后，這個時候國際空間站仍然在軌運行。根據國際空間站15年的壽命，大約2024年至2025年，但這并不代表國際空間站一旦壽命就墜入大氣層燒掉。美國宇航局很可能會延長國際空間站的運行時間，畢竟和平號當初的設計壽命僅為5年，之后運行了15年之久，國際空間站的設計壽命是15至20年，只要美國宇航局解決錢的問題，國際空間站就能繼續運營下去。事實上軌道上保持兩座空間站對人類而言是個好事，至少存在了對接合作的可能性，從外空和平的角度看，空間站是個不錯的平臺。

但是到了2025年之后，軌道上可能會更加熱鬧，那些私人航天企業也準備建造軌道空間站，甚至還要實現登月。諸如谷歌X大獎這樣的計劃就是讓私人航天企業發射月球探測器，在月球表面行走并傳回圖像。隨著航天科技的成熟，許多原來只有國家行為才能實現的火箭發射、空間站運營開始向私人化方向轉變，他們有更低的發射單價、更成熟的管理體系，將是軌道上的又一匹黑馬，中國需要有針對性的規劃。

編輯：紀阿黎

（專家：謝頓，川陀太空團隊研究員，載人航天與天文科普專家，本文來自科普中國頭條推送）