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中国空间站

中国空间站

中国空间站，英文 China Space Station，缩写CSS，又称“天宫”空间站，是中国自主设计建造的、多舱段在轨组装建造的空间站，也是世界上第三座多舱段在轨组装建造的空间站。空间站运行距离地面400~450公里、轨道倾角42°至43°的近地轨道上，轨道周期约90分钟，空间站的设计在轨运行寿命为10年。

天宫空间站的基本构型由1个核心舱和2个实验舱组成，其中，两个实验舱分别命名为“问天”实验舱和“梦天”实验舱。空间站整体采用T字构型，核心舱位于中心位置，问天实验舱和梦天实验舱分别连接于两侧。三舱组合体的总重量约为60多吨，在对接载人飞船和货运飞船时，空间站的最大组合重量可达90多吨。此外，天宫空间站可支持3名航天员长期在轨驻留。

中国空间站始于中国载人航天工程“三步走”战略规划中“第三步”，同时也是中国空间站工程空间站阶段的任务目标。

2010年9月25日，中国的空间站工程批准立项。2021年4月29日，天和核心舱顺利发射入轨，标志着中国空间站建设任务正式启动。2022年7月4日和10月31日，问天实验舱与梦天实验舱先后顺利发射入轨，并完成了与天和核心舱的对接和转位，宣告中国空间站基本构型全面建成。2022年11月29日，随着神舟十五号载人飞船顺利发射入轨，空间站关键技术验证和建造阶段12次发射任务全部圆满成功，下一步进入空间站应用与发展阶段，开始常态化运营。

2023年6月，中国空间站在同时对接神舟十五号、神舟十六号载人飞船和天舟五号货运飞船货运的飞船的情况下，实现了“三舱三船”构型。12月20日，入选由中国工程院院刊《Engineering》评选的“2023全球十大工程成就”。2024年1月12日16时02分，天舟六号货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段。货运飞船绝大部分器件在再入大气层过程中烧蚀销毁，少量残骸落入南太平洋预定安全海域。2月26日，中国航天科技集团有限公司发布《中国航天科技活动蓝皮书（2023年）》。3月，中国空间站首批材料舱外暴露实验完成。截至2025年4月，中国空间站已实现常态化太空生活。

中国空间站工程

工程背景

1992年9月，中国开始实施载人航天工程，并确定了载人航天“三步走”的发展战略，其中建造空间站为第三步也就是最后一步的建设目标：

随着载人航天工程开展，到2005年10月，通过神舟一号至神舟六号飞船六艘载人飞船（含试验船），突破和掌握了载人天地往返技术，中国成为第三个具有独立开展载人航天活动能力的国家，中国载人航天工程第一步任务目标已经实现。

到2008年，神舟七号飞船航天员顺利完成出舱活动，按后续规划，天宫一号与数艘载人飞船交会对接的相关任务，突破和掌握航天员出舱活动技术和空间交会对接技术，建成中国首个试验性空间实验室，第二步第一阶段任务即将完成。

工程立项

2004年12月，根据载人航天发展战略第一步任务目标的建设情况，中国启动载人航天第二步任务（载人航天工程二期），经充分论证，决定在载人航天工程二期成立空间实验室系统，使其具备自主飞行及试验支持功能、交会对接功能、航天员驻留技术支持功能，以突破空间站关键技术为目标,为空间站进行技术积累。

2010年9月，中华人民共和国批准《载人空间站工程实施方案》，空间站工程立项，并提出了分步完成载人空间站的工程设想。

工程规划和总体构想

工程任务目标

中国空间站的任务目标是：

1）建造并运营近地载人空间站。为此，要突破、掌握和发展大型复杂航天器的在轨组装与建造、长期安全可靠飞行、运营管理和维护技术，提升国家航天技术水平，带动相关领域和行业的科技进步；

2）突破、掌握和发展近地空间长期载人航天飞行技术，解决近地轨道长期载人航天飞行的主要医学问题，实现航天员长期在轨健康生活和有效工作；探索人类重大医学和健康问题的解决方案；

3）建成国家级太空实验室，发展具有国际先进水平的空间科学与应用能力，开展大规模空间科学实验和技术试验，军用和民用空间应用，以及科普教育和国际（区域）合作，获取具有重大科学价值的研究成果和重大战略意义的应用成果。

工程阶段规划

中国空间站工程计划分为两个阶段实施：

主要任务是：突破和掌握货物运输、航天员中长期驻留、推进剂在轨补加、地面长时间任务支持和保障等技术，验证在轨维修等空间站部分重大关键技术，开展较大规模的空间科学实验与技术试验，为空间站建造和运营奠定基础、积累经验。通过实施长征七号首飞任务，以及天宫二号与神舟十一号、天舟一号交会对接等任务，完成载人航天工程“三步走”中第二步的任务目标。

主要任务是：建成和运营中国近地载人空间站，掌握近地空间长期载人飞行技术，具备长期开展近地空间有人参与科学实验、技术试验和综合开发利用太空资源能力，完成载人航天工程“三步走”中第三步也是最后一步的任务目标。

空间站阶段又可以细分为三个具体的阶段：空间站关键技术验证、空间站建造和空间站运营：

（1）关键技术验证阶段，通过天和核心舱与神舟十二号、十三号以及天舟二号货运飞船，验证空间站关键技术，并评估在轨建造空间站的条件，评估通过则进入建造阶段；

（2）建造阶段，发射问天与梦天试验舱以及神舟飞船和天舟一号货运飞船飞船，建成中国空间站，该阶段的目标是，突破和掌握近地空间站组合体的建造和运营技术以及长期载人飞行技术；开展较大规模的空间科学实验和技术实验。

工程系统构想

中国空间站工程的总体工程系统构想为：

中国空间站系统

总体布局

中国空间站的基本结构特点为：总体呈三舱“T”字形布局，“天和”核心舱居中，是“T”的一竖，“问天”、“梦天”两个实验舱分别位于右侧和左侧（以飞行方向为前方），两个实验舱通过天和核心舱前端的节点舱对接。三个舱段完成在轨建设后，中国空间站总质量达到68.5吨，总长度约20米，宽约40米。三个舱段各自带有太阳能电池板，但在基本构型中，没有像国际空间站一样组成桁架系统。

计划在未来，中国空间站将拥有一个共轨飞行的光学舱段——巡天光学舱，本质上是一座运行在太空的空间望远镜，采用与空间站共轨飞行并接受空间站服务的形式，可以对接到空间站进行维修或更换探测设备。

此外，参与中国空间站系统的，还有用于天地往返的神舟飞船载人飞船和天舟货运飞船，在执行任务的过程中，后两者与空间站上的对接口完成对接，并在轨交换人员和物资。

各个组成部分的具体信息如下表所示：

舱段详情

核心舱

中国空间站的核心舱名称为：天和。天和核心舱是中国空间站发射入轨的首个舱段，也是截至当时中国自主研制的规模最大、系统最复杂的航天器，起飞质量22.5吨。天和核心舱主要用于空间站统一控制和管理，具备长期自主飞行能力，可支持航天员长期驻留，开展航天医学、空间科学实验和技术试验。2021年4月29日，天和核心舱在海南文昌发射入轨，标志着中国空间站开始在轨建设。

在中国空间站系统中，天和核心舱承担的角色是空间站组合体的控制和管理主份舱段，具备交会对接、转位与停泊、乘组长期驻留、航天员出舱、保障空间科学实验能力。

核心舱长16.6米，空间约50m³，体积、重量超越国际空间站上的任何一个舱段，分为节点舱、生活控制舱和资源舱三部分，共有3个对接口、2个停泊口和1个出舱口。

节点舱位于核心舱的前端（以飞行方向为前），可对接2个实验舱、2艘载人飞船，还充当了气闸舱的作用，供早期出舱。生活控制舱分小柱段和大柱段，能够提供三名航天员生活、工作空间以及配套支持系统。小柱段有三个睡眠区，每名航天员都有一个独立的睡眠区，还有卫生间。大柱段是乘组工作、控制、锻炼和休闲的地方，环境非常舒适。资源舱是非密封舱，为空间站提供电力、推进燃料等必需资源。末端同样有一个对接口，用于对接天舟系列货运飞船，以接收太空快递。

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；出舱口供航天员出舱活动。2个停泊口位于节点舱的左右两侧，出舱口在节点舱上方（远离地球方向），3个对接口中的2个分别位于节点舱的前端和下方，最后一个对接口在天和核心舱的后端。

核心舱还搭载了一支大型机械臂，展开长度达10米、最大承载质量25吨。

天和核心舱支持3名航天员长期在轨驻留，经在轨维修后，使用寿命可达15年。

实验舱I

中国空间站实验舱I的名称为：问天。问天实验舱舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量约23吨，刷新了天和核心舱的记录，成为了当时中国最重、尺寸最大的单体飞行器。该舱段于2022年7月24日在海南文昌发射成功，使用的运载火箭为长征五号B型运载火箭。

问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱三部分构成，其主要任务是支持密封舱内应用和舱外试验，备份核心舱部分平台管理功能，存储货物。它配置主份气闸舱（之前使用的核心舱的节点舱将成为备份气闸舱），支持航天员出舱活动，并配置小机械臂。

问天实验舱的主要任务是进行生命科学和生物技术研究，在发射时装载了8个实验柜，包括生命生态实验柜、生物技术实验柜、变重力科学实验柜、科学手套箱、低温存储柜以及3个为后续预留的空置实验柜；此外布置了3个睡眠区、1个卫生区，以及平台飞行所需要的设备。

问天实验舱配备了目前国内最大的柔性太阳翼，双翼全部展开后可达55米，太阳翼可以双自由度跟踪太阳，每天平均发电量超过430千瓦时，将为空间站运行提供充足的能源，其供电效率显著超过了国际空间站。

实验舱II

中国空间站实验舱II的名称为：梦天。作为中国空间站的第二个实验舱以及国家太空实验室的重要组成部分，梦天舱和问天舱基本相似，全长17.9米，直径4.2米，由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成，起飞重量约23.3吨，可为航天员提供超过32立方米的工作与活动空间。相比问天舱，梦天舱的起飞重量有所增加，从而再次刷新了中国单体飞行器的重量记录。2022年10月31日，梦天舱在海南文昌发射成功，使用的运载火箭为长征五号B型运载火箭。11月1日，梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口；11月3日，梦天实验舱完成转位，标志着中国空间站全面建成。

从舱段的功能性上看，相比问天实验舱，梦天实验室更加侧重航天员在轨工作和科研任务，不再配备再生生保系统以及睡眠区、卫生区，转而成为中国空间站三个舱段中支持载荷能力最强的舱段，其舱内配置了13个标准载荷机柜，主要面向微重力科学研究，可支持流体物理、材料科学、超冷原子物理等前沿实验项目；舱外配置有37个载荷安装工位，可为各类科学实验载荷提供机、电、信息方面的能力支持并确保它们在太空环境下开展各类实验，尤其是载荷舱上还配置了两块可在轨展开的暴露载荷实验平台，进一步增强了空间站的载荷支持能力。

从所支持的科研领域方面来看，问天实验舱主要面向空间生命科学研究，梦天实验舱则主要面向微重力科学研究，配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜，具体包括：超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜、高温材料科学实验柜、两相系统实验柜、流体物理实验柜、燃烧科学实验柜、在线维修装调操作柜，共计7个方面的8个科学实验柜。

梦天舱还创新使用了货物气闸舱、载荷转移机构和方形自动舱门，其中货物气闸舱就在载荷舱内部，通过载荷转移机构，能够把体积1.15米×1.2米×0.9米、重量400千克以内的货物自动送到舱外，极大地减轻了航天员的负担，方形自动舱门也是此功能的配套设计，宽度1.2米，能够全自动滑移，这也是中国首次应用此技术。这项功能也可以用来在太空释放微小卫星，进一步增强空间站的综合应用效益。

光学舱（待建）

巡天空间望远镜是中国载人航天工程规划建设的大型空间天文望远镜，全称“中国空间站工程巡天望远镜”，英文名称CSST，是中国载人空间站旗舰级项目。按照规划，巡天望远镜将以中国空间站为太空母港，平时观测时远离空间站并与其共轨独立飞行，在需要补给或者维修升级时，主动与空间站交会对接。

2009年12月，由中国载人航天工程空间应用系统的总部组织召开了一系列研讨会，拉开了巡天望远镜项目的序幕。2013年11月，巡天望远镜正式立项。中国空间站工程巡天望远镜立项时，规划是与空间站直接相连，但是考虑到姿态变化、振动干扰等一些不利因素，2015年，确定巡天望远镜采用共轨飞行的方案。

巡天望远镜计划于2023年发射，开展广域巡天观测，将在宇宙结构形成和演化、暗物质和暗能量、太阳系外行星与太阳系天体等方面开展前沿科学研究，总长约14米，最大直径约4.5米，发射质量约16吨，总像素达到25亿。

天地往返系统

神舟载人飞船

神舟载人飞船由中国空间技术研究院研制，是中国自行研制的用于天地往返运输人员和物资的载人航天器，达到或优于国际第三代载人飞船技术，具有完全自主知识产权及鲜明的中国特色。飞船可一船多用，既可留轨观测又可作为交会对接飞行器，满足天地往返的需求。

神舟飞船采用三舱构型，由轨道舱、返回舱、推进舱构成，总长约9米，总重约8吨，乘员人数3人，能够自主飞行7天、停靠飞行180天。

2012年6月24日，神舟九号与天宫一号目标飞行器完成了中国首次载人交会对接飞行试验，全面突破和掌握了交会对接飞行技术，标志着“神舟”载人飞船实现了载人天地往返运输系统的全部功能。

2023年5月30日，神舟十六号在酒泉市发射成功，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮进入中国空间站，并与神舟十五号乘组会师太空。

2023年10月26日，神舟十七号在酒泉市发射成功，航天员汤洪波、唐胜杰、江新林进入中国空间站与神舟十六号乘组完成在轨轮换任务，并首次进行空间站舱外试验性维修作业。2024年4月30日，神舟十七号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆。

2024年4月25日，神舟十八号载人飞船发射成功。4月26日5时04分，神舟十八号航天员乘组入驻“天宫”，与神舟十七号航天员乘组成功会师，这是中国空间站的第四次“太空会师”。10月，神舟十八号航天员乘组已在中国空间站驻留5个月，期间按计划开展了交会对接操作训练、空间站内环境监测、各项空间科学实验和试验等任务，进展顺利。

2024年10月30日，神舟十九号载人飞船发射取得圆满成功。同日11时，神舟十九号载人飞船和空间站顺利完成全自主快速交会对接，全程共约6.5小时。12时51分，在轨执行任务的神舟十八号载人飞船航天员乘组顺利打开“家门”，神舟十九号航天员乘组入驻中国空间站，完成中国航天史上第5次“太空会师”。

2025年4月24日，神舟二十号载人飞船发射取得圆满成功。同日23时49分，神舟二十号载人飞船成功对接于空间站天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约6.5小时。4月25日1时17分，神舟二十号航天员乘组正式入驻中国空间站，与神舟十九号航天员乘组会面，这是中国航天史上第6次“太空会师”。4月27日，神舟十九号与神舟二十号航天员乘组进行交接仪式，移交了中国空间站的钥匙。神舟十九号航天员乘组已完成全部既定任务。4月30日4时，神舟十九号载人飞船与空间站组合体成功分离，同日13时08分，神舟十九号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，现场医监医保人员确认航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽身体状态良好，神舟十九号载人飞行任务取得圆满成功。神舟十九号载人飞船3名航天员在轨驻留183天，先后开展了多项航天任务，期间乘组还在地面科研人员密切配合下，完成涉及微重力基础物理、空间材料科学、空间生命科学、航天医学、航天技术等领域的大量空间科学实（试）验。

天舟货运飞船

天舟货运飞船由中国空间技术研究院研制，负责为空间站（或空间实验室）运输补给物资和载荷、补加推进剂、在轨存储和下行废弃物资，任务结束后受控陨落于预定区域。

2017年4月20日，天舟系列货运飞船中的首艘——天舟一号在海南文昌发射成功，全长10.6米，最大直径3.35米，由货物舱和推进舱两舱结构组成，最大装载状态下重量达13.5吨，最大运载能力6吨。

2023年5月11日，天舟六号货运飞船发射成功。天舟六号飞船为改进型全密封货运飞船，是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全的货运飞船，货运能力达到7吨，装载了神舟十六号和神舟十七号6名航天员在轨驻留消耗品、推进剂应用实（试）验装置等物资。

2024年1月17日22时27分，搭载天舟七号货运飞船的长征七号遥八运载火箭在海南文昌航天发射场点火发射升空。天舟七号中国货运飞船与长征七号遥八运载火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。天舟七号货运飞船装载了航天员在轨驻留消耗品、推进剂、应用实（试）验装置等物资，并为神舟十七号航天员乘组送去龙年春节的年货。这次任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第4次发射任务。

2024年11月15日23时13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，在中国文昌航天发射场点火发射，约10分钟后，天舟八号中国货运飞船与火箭成功分离并进入预定轨道，之后飞船太阳能帆板顺利展开，发射取得圆满成功。这次任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第3次货运补给任务，是工程立项实施以来的第34次发射任务，也是长征系列运载火箭的第546次飞行。天舟一号货运飞船八号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，北京时间2024年11月16日2时32分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。

长征二号F运载火箭系统

长征二号F运载火箭是在长征二号E运载火箭的基础上，按照发射载人飞船的要求，以提高可靠性、确保安全性为目标研制的火箭，代号CZ-2F，简称长二F运载火箭。火箭全长58.34米，芯级直径3.35米，捆绑4个直径2.25米的助推器，起飞重量479.8吨，起飞推力约600吨，发射成功率100%。火箭使用偏二甲肼四氧化二氮发动机。

从空间站建造任务开始，长二F火箭开启了常态化快节奏发射。从神舟十二号载人飞船发射任务起，长二F火箭采取“发射1发、备份1发”以及“滚动备份”的发射模式，发射场流程已从空间站建造初期的49天压缩到35天，不断提高工作效率。

长征七号运载火箭系统

长征七号运载火箭是中国新一代无毒低污染的中型运载火箭，代号CZ-7。火箭采用捆绑四枚助推器的两级构型，全长53.1米，起飞质量597吨，近地轨道运载能力13.5吨。火箭使用液氧煤油发动机。

长征七号运载火箭承担空间站工程期间货运飞船发射任务，是搭建“天地运输走廊”的“货运专列”，火箭的测发流程为25天，以每年1-2次的发射频率为中国空间站正常运转提供物资保障。

长征五号B运载火箭系统

长征五号运载火箭B运载火箭是中国新一代大型运载火箭，代号CZ-5B，主要承担空间站核心舱和实验舱等舱段发射任务，是中国近地轨道运载能力最大的火箭。火箭采用捆绑四枚助推器的两级构型，全箭总长53.7米，芯级直径5米，助推器直径3.35米，起飞重量837.5吨，近地轨道运载能力大于22吨。

为满足空间站大舱段发射任务要求，长五B火箭使用了多项关键技术，其中包括20.5米最大整流罩分离技术、4.1米大直径舱箭连接分离技术、大推力直接入轨偏差精确控制技术等，先后完成了天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱的发射任务。

中国空间站站上分系统

环境控制与生命保障

环境控制与生命保障（简称“环控生保”）是任何载人航天器必备的系统，环境控制与生命保障（简称“环控生保”）是任何载人航天器必备的系统。对于空间站而言，需要满足航天员在空间站密封舱内长期驻留，进行各种空间科学实验的需求，必须使用再生式环控生保系统。

中国空间站的环控生保系统由中国航天员中心研制，由水处理、尿处理、电解制氧、二氧化碳去除、二氧化碳还原和微量有害气体去除六大子系统构成，在密封的舱室内建立了一个类似地球环境的可循环系统。在中国空间站内，氧气能100%再生，水资源物质闭合度则超过了95%，即只有不到5%的水需要用货运飞船从地面运送上去。未来还会利用新的技术，如生物再生式技术，实现食物再生，达到更高的环控生保技术水平，从而最大限度地实现空间站物资的循环使用。

电源

中国空间站电源系统采用转换效率30%以上的三结砷化镓电池片以及先进的锂蓄能电池，空间站的多个舱段则实行电源并网、统一发电。

根据中国航天科技集团八院的空间站副总设计师罗斌介绍，中国空间站采用柔性太阳翼，具有面积大、轻量化、重复展收高可靠性、高承载、10年长寿命、功率重量比高等突出特点，如天和核心舱上的太阳能电池翼，展开后面积达到134平方米，但折叠收拢后只有一本书厚，重量则是刚性太阳翼的1/15，展开后发电功率能达到9千瓦。

中国空间站三舱建设完成后，总供电指标27kW，其中17kW供给有效载荷，占总功率的63%。

制导、导航与控制

空间站制导导航与控制系统，英文简称GNC系统，能在各阶段的姿态、轨道、机动等控制任务中，实现多舱段资源的统一调用，保障空间站稳定运行。它的作用有：

中国空间站上的GNC系统由中国航天科技集团五院502所研制，姿态控制采用控制力矩陀螺(CMG)控制和发动机喷气控制两种方式，以CMG控制为主，喷气控制为辅。天和核心舱与问天实验舱各配置1套CMG(每套6个，共12个)，分别布置在舱外和舱内，502所专门研制了1500牛顿米秒的控制力矩陀螺产品，并为空间站不同构型设计了特有的组合体力矩平衡姿态，只需通过小幅度的姿态调整，就能最经济地完成对空间站的各项控制。

推进

为了实现空间站在轨长期运行，天和核心舱配置了推进剂补加系统，接受由天舟系列货运飞船所携带的推进剂。在天和核心舱前、后向对接机构均配置了补加接口，保证了货运飞船在天和核心舱前向对接口或后向对接口对接时均可为天宫空间站补加推进剂，提高了任务的可靠性。此外，天和核心舱上还配置有中功率(0.5一10kW)霍尔电推进系统。作为化学推进系统的补充，霍尔电推进系统包括4台80mN霍尔推力器和2个贮气模块，推力器的工质为氙气，贮气模块可通过机械臂在轨更换。电推进系统可减缓空间站轨道衰减速度，还可为空间站节省化学推进剂，减轻了货运飞船补给运输的压力，这也是国际上首次应用电推进系统用于辅助开展空间站的轨道维持。

通信与测控

航天测控通信是指地面站对航天器（飞船、空间站等）进行轨道测量、遥测遥控和数据传输，是航天器升空后与地面的唯一联系。中国空间站的测控通信系统由分布在陆、海、天基的十余个测控站/船/卫星组成，全部由中国电子科技集团有限公司承研，测控覆盖率达到100%。

热管理

热控系统是保障空间站设备正常运行，以及航天员太空生活冷暖舒适的重要系统。

流体回路是空间站热控系统的核心，遍布在各个角落，能均匀地包裹住空间站的重要部位，通过冷却液的循环，能够给过热的地方散热，给过冷的地方加热，实现散热和补热功能，还能精确控制空间站不同舱室的温度，保持温度的均匀和稳定。

被动热控系统用于隔离内外环境，针对外部环境低温低于-100℃、高温高于100℃的极端高低温环境，一是采用低吸收-低发射型热控涂层，能有效减弱太阳辐照导致的温度升高、阻隔飞船内部向外部深冷环境的辐射漏热；二是外罩隔热层，采用多层隔热组件，具有极强的保暖效果。通过被动热控系统与主动热控系统的系统工作，确保空间站内部温度的适宜。

其他子系统

机械臂

中国空间站的机械臂系统共有一大一小两只机械臂，大臂由天和核心舱携带发射，长10米，最大负载25吨，小臂由问天实验舱携带发射，长5米，最大负载3吨，两个机械臂可以独立运用，也可以组合或者协同使用。

两个机械臂都采用了仿生设计，如同人的手臂，分为肩、肘、腕关节，具备7个自由度的活动能力，能真实地模拟人手臂的灵活转动。在机械臂的末端，还配备了视觉测量系统、力传感器、执行器等，能够像人的手掌一样，抓取在轨的舱段或者货物，也可以带着航天员在空间站外部转移，比航天员自己移动要快很多。

机械臂还应用了重定向技术，也就是能够在空间站的外表自行移动，通过机械臂两端的执行器和空间站表面的适配器，机械臂的活动范围可以覆盖整个空间站，能够用来完成舱段转位、辅助出舱、货物转移等许多复杂的任务。

出舱系统

出舱活动是保障空间站长期可靠运行，完成舱外组装建造和舱外作业，开展舱外载荷操作的必要手段。

在中国空间站上，天和核心舱的节点舱和问天实验舱的专用气闸舱均支持航天员出舱活动。在中国空间站建设早期，天和核心舱单舱飞行期间，航天员利用天和舱的节点舱出舱；问天实验舱对接后，航天员改使用专用气闸舱出舱，天和的节点舱出舱口转为备份；梦天实验舱对接以后，舱外设备、舱外载荷则通过梦天实验舱携带的货物气闸舱自动出舱，减轻了航天员的负担，提高了作业效率和安全。

对接转位

在中国空间站的建设过程中，问天、梦天先后与空间中对接并转位，完成空间站T字基本构型的建设。两个实验舱都采用先与天和核心舱的前向对接口对接后转位的方式完成在轨建设。

天宫空间站舱段转位任务以转位机构转位为主份，大机械臂转位为备份。转位机构转位实验舱期间，大机械臂在核心舱待命，通过臂上摄像机对转位过称进行全程监视，同时实时备份接收。中国空间站使用了“平转式”的转位方案，有利于传感器的统一配置利用和空间站在轨飞行的测控覆盖。

从某种意义上说，转位机构也是一种机械臂。转位机构的转臂安装在“问天”实验舱对接面附近，基座安装在核心舱节点舱两侧，二者通过锥形捕获机构连接。

空间科学实验内容

舱内实验

舱外独立实验载荷

建造与运营情况

中国空间站的在轨建设顺序为：首先发射问天实验舱与天和核心舱前向交会对接，再利用转位机构或机械臂将问天实验舱由核心舱前向对接口转位至右侧停泊口，为梦天实验舱的对接作准备。然后，发射梦天实验舱，与天和核心舱前向交会对接。最后，将梦天实验舱由天和核心舱前向对接口转位至左侧停泊。

本章按总览、载人飞行任务和货运任务分别记录中国空间站的建设经历。与空间站建设无直接关系的，如太空授课，在下一章进行记录。

中国空间站工程发射任务一览

根据中国载人航天工程规划与中国空间站工程规划（参见本条目1.1节与1.3节），在整个中国空间站工程阶段，需要发射若干艘神舟飞船载人飞船、天舟系列货运飞船、目标飞行器、空间站舱段、试验飞船及试验用舱段，根据时间顺序、工程阶段，在下表中记录与中国空间站建设相关的中国航天发射任务总览情况。

载人飞行任务统计

截至2024年10月30日，表格列出各次任务概况以及表中未提及的必要信息。常态化进行的出舱活动和“天宫课堂”另附表统计。

神舟十二号任务

神舟十二号载人飞行任务是中国载人航天工程的第19次发射任务，是空间站关键技术验证阶段第四次飞行任务，也是空间站阶段首次载人飞行任务。

6月23日，习近平总书记同正在天和核心舱执行任务的航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波天地通话，代表党中央、国务院和中央军委，代表全国各族人民，向他们表示诚挚问候。

9月16日，神舟十二号与空间站组合体完成绕飞及径向交会试验，成功验证了径向交会技术，为后续载人飞行任务奠定了重要技术基础。

神舟十三号任务

神舟十三号载人飞行任务是中国载人航天工程的第21次发射任务，是空间站关键技术验证阶段第六次飞行任务，也是该阶段最后一次飞行任务。

2022年1月1日下午，正在天宫空间站执行任务的神舟十三号乘组参加了“元旦京港澳天宫对话”活动，与来自北京、香港特别行政区和澳门的约500名青年学生，在新年第一天进行了一场别开生面又富有意义的互动交流活动。

神舟十四号任务

神舟十四号载人飞行任务是中国载人航天工程的第23次发射任务，是空间站建造阶段第二次飞行任务，也是该阶段首次载人飞行任务。

12月2日晚，中国首次进行航天员乘组在轨交接，神舟飞船十四、神舟十五号航天员乘组进行交接仪式，两个乘组移交了中国空间站的钥匙。

神舟十五号任务

神舟十五号载人飞行任务是中国载人航天工程的第27次发射任务，是当年载人航天工程的第六次飞行任务，是进入空间站阶段后的第四次载人飞行任务，也是空间站建造阶段最后一次飞行任务。此次发射成功标志着空间站关键技术验证和建造阶段规划的12次发射任务全部圆满完成。

神舟十六号任务

神舟十六号载人飞行任务是中国载人航天工程的第29次发射任务，是中国进入空间站阶段后的第五次载人飞行任务，也是空间站应用与发展工程阶段的首个飞行任务。此次发射成功标志着中国空间站进入应用与发展阶段。

神舟十七号任务

神舟十七号载人飞行任务是载人航天工程立项实施以来第30次飞行任务，也是第12次载人飞行任务，并首次进行空间站舱外试验性维修作业。

神舟十八号任务

神舟十八号载人飞行任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第3次载人飞行任务，是工程立项实施以来的第32次发射任务，也是长征系列运载火箭的第518次飞行。

神舟十九号任务

神舟十九号载人飞行任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第4次载人飞行任务，是工程立项实施以来的第33次发射任务，也是长征系列运载火箭的第543次飞行。

神舟二十号任务

神舟二十号载人飞行任务是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段的第五次载人飞行任务，是工程立项实施以来的第35次发射任务，也是长征系列运载火箭的第571次飞行。

航天员出舱活动情况统计

截止神舟十五号任务结束，中国空间站共进行了11次航天员出舱活动，其中神舟十二号乘组2次、神舟十三号乘组2次、神舟十四号乘组3次、神舟十五号乘组4次。历次出舱活动情况如下表所示。

货运飞船飞行任务统计

截至2024年1月18日，中国天舟系列货运飞船共执行7次飞行任务，包括空间实验室阶段1次，空间站阶段6次。其中空间站在轨建设阶段4次，空间站应用与发展阶段2次。空间站阶段的6次货运飞船飞行任务基本信息如下表所示。表后列出各次任务概况以及表中未提及的必要信息。

天舟二号任务

天舟二号中国货运飞船飞行任务是中国载人航天工程的第18次发射任务，也是天舟货运飞船和长征七号运载火箭组成的空间站货物运输系统的第一次应用性飞行。

9月18日10时25分，天舟二号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离，并绕飞至前向端口完成自动交会对接，整个过程历时约4小时。

2022年1月6日6时12分开始机械臂转位试验，由大机械臂拖动货运飞船进行转位，初步检验了利用机械臂操作空间站舱段转位的可行性和有效性，验证了空间站舱段转位技术和机械臂大负载操控技术，为后续空间站在轨组装建造积累了经验。

3月30日，撤离空间站后的天舟二号进行了2小时快速交会试验。

天舟三号任务

天舟三号货运飞船飞行任务是中国载人航天工程的第20次发射任务，也是是空间站关键技术验证及建造阶段的第二次货物运输应用性飞行任务。

2022年4月20日5时02分，天舟三号货运飞船从空间站天和核心舱后向端口分离，绕飞至前向端口，并于9时06分完成自动交会对接。

天舟四号任务

天舟四号货运飞船飞行任务是中国载人航天工程的第22次发射任务，也是空间站建设从关键技术验证阶段转入在轨建造阶段的首次发射任务。

天舟五号任务

天舟五号货运飞船飞行任务是中国载人航天工程的第26次发射任务，中国航天员首次在空间站迎接货运飞船来访。

天舟五号还搭载了“澳门学生科普卫星一号”、宇航用氢氧燃料电池、空间宽能谱高能粒子探测载荷、舱外材料暴露实验装置、空间冷原子干涉仪、变重力沸腾实验装置、变重力颗粒振动实验装置、细胞实验单元上行生保支持装置等应用和科学项目。

天舟五号货运飞船首次采用2小时自主快速交会对接，创造了航天器对接空间站的世界纪录，打破了此前俄罗斯联盟号飞船MS-17于2020年10月14日对接国际空间站创造的3小时3分钟的纪录，而且缩短时长达1/3。

天舟六号任务

天舟六号货运飞船飞行任务是中国载人航天工程的第28次发射任务。

天舟六号经过升级改造，载货能力从以前的6.9吨提高到7.4吨，是世界现役货物运输能力最大、在轨支持能力最全面的货运飞船，国产化元器件在规格比例和数量上均有较大提升。

天舟七号任务

天舟七号货运飞船飞行任务是2024年度中国载人航天工程的首次发射任务。

天舟七号此次采用的3小时交会对接方案是中国在轨验证的新交会对接模式。相比常规的6.5小时交会对接，该方案进一步压缩对接时间，把太空“快递”提升为“速运”。随着空间站常态化运营，天舟七号针对空间站舱内外的现有实验设施，送去了更多科学实验项目，涉及10个研究所、8所大学，截至2024年1月，天舟七号是为空间站送去最多科学实验项目的天舟一号货运飞船。2024年11月10日16时30分，天舟七号中国货运飞船顺利撤离空间站组合体，转入独立飞行阶段，将于近期择机受控再入大气层。

天舟八号任务

天舟八号任务是天舟系列货运飞船的第八次飞行任务，是中国载人航天工程进入空间站应用与发展阶段后的第3次货运补给任务，是工程立项实施以来的第34次发射任务。

空间站建设期间特殊载荷运输记录

特殊事件

“天宫课堂”太空授课

碰撞危机

2021年7月1日，星链1095卫星在持续机动降低轨道高度后，与中国空间站出现近距离接近事件，出于安全考虑，中国空间站当晚主动采取紧急避碰，规避了两目标碰撞风险。

2021年10月21日，星链-2305卫星在轨道机动过程中逼近中国空间站，鉴于该卫星机动策略未知且无法评估轨道误差，为确保在轨航天员安全，中国空间站于当日再次实施紧急避碰，规避了两目标碰撞风险。

科普展览

2023年2月24日，“逐梦寰宇问苍穹——中国载人航天工程30年成就展”在中国国家博物馆开幕展出，本次展览为期三个月，展出了天和核心舱1:1模型和空间站1:4模型，其中天和核心舱模型可供游客进入内部参观，还展出了空间站搭载的环控生保系统相关设备、航天服等，回顾了中国载人航天工程全线30年来自信自强、奋斗圆梦的辉煌历程。

太空艺术展

2022年1月1日，中国空间站上首次举办太空画展，主题为：青春与星空对话，共展出20余幅由中西部地区青少年创作的太空主题绘画作品，向更多人传递孩子们的梦想，点燃更多人追梦圆梦的星火。

2023年1月21日，春节期间，第二届天宫画展在中国空间站正式开展，主题为：画美丽中国、话美好生活，共有来自全国17个省（市、区）和香港特别行政区、澳门特别行政区的40幅青少年绘画作品展出。

该系列主题活动，会贯穿空间站建造和运营，结合重大任务常态化开展，在广大青少年心中播撒仰望星空、飞天逐梦的精神火种。

2023年1月24日，中国空间站展出“全球拍天宫”摄影作品展，展出的每一张作品都是摄影师在地球上抓拍到的中国空间站过境时的经典瞬间，角度独特，构思巧妙。该展览面向全球征集，吸引了众多专业摄影师、天文爱好者、航天工作者、青年学生等不同领域群体广泛参与。

2023年5月30日，神舟十六号飞船发射并与空间站对接，随飞船一同进入空间站的，有10幅来自非洲青少年的优秀画作，中国空间站将首次展示国际绘画作品。这些画作来自由中非合作论坛中方后续行动委员会秘书处、中国载人航天工程办公室和中国驻非洲使领馆，共同举办的非洲青少年“我的梦想”主题绘画作品大赛，充分体现了“探索浩瀚宇宙是全人类的共同事业、共同梦想”。

2024年12月14日，第四届“天宫画展”在中国空间站、北京故宫博物院、澳门科学馆同步开展，这是中国首场采用天地同步方式举办的画展。本届画展中有75幅参展画作于11月中旬随天舟八号货运飞船进入中国空间站。

开展多种实验

地外生态系统模拟实验

2024年1月18日1时46分，天舟七号货运飞船入轨后成功对接于空间站天和核心舱后向端口，开展货物转运等相关工作，这一次的天舟七号货运飞船携带了一种厌氧古菌，用以在空间站开展地外生态系统模拟实验来验证它们“在模拟火星的环境中以及宇宙辐射的极限环境下是否能够生存”的问题，从而探究外星生命是否存在的问题。中国科学院微生物研究所研究员东秀珠、清华大学地球系统科学系教授刘竹在接受采访时介绍称：这种菌吃的东西特别简单，我们希望利用空间站平台的宇宙辐射条件，结合微重力环境、适当的温度等条件设置一个极端环境，从而验证这种厌氧古菌能否在这种环境下存活。

研究太空中人体骨质疏松现象

2024年1月17日，天舟七号在文昌航天发射场发射升空，为中国空间站送去新的科学实验样品。为了保持细胞健康，科研团队在天舟货运飞船中为细胞样品准备了细胞上行生保装置，可根据细胞对生存环境的“个性化”需求，调节温度、二氧化碳浓度和营养供给等条件。细胞上行生保装置“护送”的其中一组实验样品是骨髓间充质干细胞，由浙江大学生命科学学院教授余路阳团队制备，用于研究太空骨质疏松现象。余路阳表示，期望找出骨髓间充质干细胞在太空微重力环境中会发生的生物信号的改变，找到干预靶点，从而研制针对这些靶点的药物或干预手段。这是该团队第二次将骨髓间充质干细胞送入空间站，此前该团队通过天舟五号货运飞船搭载的实验样品，已取得初步研究成果。此次送到空间站的骨髓间充质干细胞的实验周期会进一步延长，从天舟五号任务的4天延长至7天。

开展首个舱内特种作业机器人在轨试验

2025年2月，中国空间站航天技术试验领域成功完成了空间站管道检测机器人在轨试验，验证了管道检测机器人的管道环境适应能力和变刚度运动安全性，为未来配合空间站完成管道检测提供技术基础。航天员在轨搭建了包含不同直径的直管、弯管、锥管的模拟管道，在模拟管道内开展了机器人运动能力试验、收缩状态下管道机器人拉出试验和机器人状态微调后拉出试验。试验过程中，机器人平稳可靠地通过多种直径的直管、弯管、锥管，验证了适应多种复杂管道的机器人自主运动技术；机器人断电后可轻松地从复杂管道内拉出，验证了机器人被动柔顺机构的安全性。在轨开展试验过程中，地面人员通过地面支持岗软件同步观测机器人的位置、电流、接触力等状态数据，实时监控机器人运动状态，协助航天员完成在轨操作。同时，地面人员通过分析获取的相关数据，评估试验结果，为后续试验提供依据。

本次管道检测机器人在轨试验，是中国空间站开展的首个舱内特种作业机器人在轨试验，验证了适应多种复杂管道的大变径比管道机器人设计和多级协调全身运动控制等关键技术，证明了机器人在空间站管道复杂环境下的自主适应运动能力和安全性，为未来在空间站管道的实际应用积累了宝贵经验。

空间站迎来新种实验材料

皮肤可再生的涡虫

2025年3月，中国科学院空间应用工程与技术中心表示，中国空间站迎来新生命体——涡虫，参与空间科学实验。据了解，涡虫拥有强大再生能力，即使断成两截，仍可再生出新的肌肉、皮肤、肠道，甚至完整的大脑，且再生可以无限进行。研究涡虫，对研究人类细胞克服老化、延缓衰老等具有重要意义。此前，斑马鱼和果蝇已在中国空间站参与空间科学实验。

三项细胞学实验样品

2025年4月，神舟二十号搭载了三项细胞学实验样品送入中国空间站。这三项细胞学实验样品，一是选用心肌细胞和内皮细胞两种细胞的共同培养，观察失重条件下细胞间的相互作用；二是把三种脑区细胞皮层、丘脑和小脑组合成一个三脑类脑体来进行共培养，从运动能力的角度研究失重条件下细胞间的相互作用；三是从传统医学中临床经典方进行筛选，通过对神经细胞的调节，研究是否有提高记忆力的作用。

未来设想

中国空间站建造完成后将在轨运营10年以上，根据空间科学技术研究、空间应用和国际合作的需要，有很大的扩展可能。空间站在设计阶段就考虑了未来升级的可能，在现有构型中已经预留了机、电、热等扩展接口，具备扩展为四舱组合体的能力，扩展舱将永久停泊于天和核心舱的前向停泊口，同时拓展舱的前向对接口用于对接载人飞船。四舱组合体形成后，可通过进一步发射后续扩展舱段，形成180t级的六舱组合体。

天和核心舱在舱外预留了2个大型载荷挂点的扩展接口，支持在轨扩展安装大型载荷。问天实验舱舱外则预留1个大型载荷挂点接口和1个扩展载荷试验平台接口，一方面支持大型载荷的在轨安装，另一方面可挂接扩展式暴露平台，进一步安装舱外载荷。

此外，可展开式充气密封舱、未来太空移民居住舱、商业航天等项目也都在中国空间站未来扩展建造的考虑之中。

2023年10月25日，中国载人航天工程办公室副主任林西强表示，根据计划安排，未来中国将发射与空间站共轨飞行的巡天空间望远镜，开展广域巡天观测，后续还将适时发射扩展舱段，将空间站基本构型由“T”字型升级为“十”字型。

2024年2月26日，中国航天科技集团发布《中国航天科技活动蓝皮书（2023年）》，2024年中国将实施一系列重大工程任务，其中包括中国空间站进入常态化运营模式。

国际合作

本着“和平利用、共同发展、互利互惠”的原则，中国空间站可为世界各国提供科学实验平台、为各国航天员或载荷提供在轨飞行机会。国际合作模式可分为三个层次：有效载荷合作、航天技术合作、舱段级合作。

中国已经与多个航天机构和国际组织开展了形式多样的交流合作，中外共同遴选的多个空间科学应用项目正在按计划实施，相关载荷于2023年开始陆续进入中国空间站开展实验。也有多个国家向中国提出了选派航天员参与中国空间站飞行任务的需求，中国正在积极进行培训国外航天员的相关准备工作。

2025年4月23日，神舟二十号载人飞行任务新闻发布会召开。中国载人航天工程办公室副主任林西强表示，根据中国空间站的飞行任务规划与合作实际进展，1名巴基斯坦航天员会以载荷专家的身份参加1次联合飞行，其在轨期间会承担乘组的日常工作和巴方科学实验的操作工作。

科研成果

2024年4月29日，中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强在召开的神舟十八号载人飞船载人飞行任务新闻发布会上表示，截至2024年4月29日，已在轨实施了130多个科学研究与应用项目，利用神舟十二号至神舟十六号载人飞行任务下行了5批300多份科学实验样品，先后有国内外500余家科研院所参与研究，在空间生命科学、航天医学、空间材料科学、微重力流体物理等方向已取得重要成果，在国际一流期刊发表论文280余篇。

截至2024年9月26日，中国载人空间站自建造以来，空间应用系统已在轨开展了百余项科学实验和应用试验，上行载荷及实验样品近1.8吨，随载人飞船返回6批次近百件样品，相关研究工作取得重要进展。在空间生命领域，揭示微重力影响成骨细胞形成变化的作用机制，发现与骨流失相关的10余个潜在重要靶点，有望应用于骨质疏松症药物干预；国内首次在轨构建斑马鱼金鱼藻二元生态系统，在轨稳定运行40余天，实现中国在空间培养脊椎动物的突破；首次在空间完成水稻“从种子到种子”全生命周期培养并完成空间杂草稻培养，发现一套新的微重力响应开花途径分子调控；开展了线虫、微生物、水稻种子、生物大分子等16种样品舱外暴露实验。在空间材料领域，在金属及合金凝固机理、功能晶体、舱外材料暴露等方面获得系列进展和具有国际影响的重要科学发现，研制了多种具有潜在应用价值的功能晶体材料，性能普遍优于地面。在微重力流体领域，获得贮箱流体全管理和半管理结构中表面张力驱动流动的完整特征，为中国航天器板式贮箱广泛应用提供科学与技术支撑。在微重力基础物理领域，在轨利用全光阱实现萨特延德拉·玻色阿尔伯特·爱因斯坦凝聚态(BEC)制备。

2024年12月30日，中国载人航天工程办公室首次公开发布《中国空间站科学研究与应用进展报告》（2024年）（以下简称《报告》）。《报告》指出，空间站自在轨建造以来，共发射8艘载人飞船和7艘货运飞船，共有21名航天员进驻，目前整体运行情况安全稳定，已实现常态化太空生活。

2024年12月31日，航天员王浩泽展示了空间站智慧助手小航，它可以在空间站内飞行，根据口令上升下降。后续小航还能通过升级，实现舱内巡检、物资管理、产品状态检查、答疑解惑等功能。

2025年4月23日，中国载人航天工程办公室副主任、中国载人航天工程新闻发言人林西强在神舟二十号载人飞行任务新闻发布会上表示，截至当日，中国空间站已在轨实施了200余项科学与应用项目，上行近2吨科学与应用物资，下行近百余种空间科学实验样品。