学习国际空间站，我国天宫也要搞大型桁架，没航天飞机咋运上去？

自2021年4月29日成功发射以来，“天和”核心舱在近地轨道上已安全运行10个多月，而在今年5月至9月，我国还会将“问天”、“梦天”两个实验舱送上去和它对接，完成“天宫”空间站一期工程的建设。2024年，还会再发射一个“巡天”太空望远镜，与空间站进行伴飞。

我国空间站一期工程

其实，“天宫”空间站还有二期工程规划，据说是将一期工程的地面备份舱都发射上去，届时咱们的空间站就有6个舱，12个床位，能够容纳12名航天员同时在轨。不过，这只是其中的一个方案，最近网上又曝光了二期工程的另一个方案，似曾相识，因为它和国际空间站一样，采用了大型桁架。

一期工程简图

二期工程简图

二期工程也可能这样搞？

一提到大型桁架，很多人的第一反应就是没有航天飞机，运不上去。其实，随着现代航天科技的发展，这一问题早已得到了解决。比如俄罗斯正在建造的“宙斯”核动力太空拖船的样船，就是采用大型桁架，它的解决方案就是设计成抽拉模块，先是折叠成最短和最小体积，通过火箭发射到太空，然后像自拍杆一样一节一节拉伸，现代材料技术的进步，足以满足其对刚性的需求。

俄罗斯宙斯核动力太空拖船

宙斯的桁架

一节一节可以拉伸的

另一种观点则认为大型桁架结构的空间站已经落伍了，我们没必要进行这样返古的设计。实际上，空间站的结构无所谓先进落后，只有实用。目前空间站的结构设计共分为四种：单体式构型、积木式构型、纯桁架挂舱式构型和复合构型。苏联“礼炮”系列空间站和美国的“天空实验室”、中国的“天宫一号”、“天宫”二号都是单体式构型，单个舱段就是一个空间站。

美国天空实验室

而俄罗斯“和平”号空间站则是积木式构型，首先采用了模块化设计。国际空间站的前身，并未具体实施的美国“自由”号空间站，则是纯桁架挂舱式构型，其原始方案甚至还是多层桁架设计，由5根巨大的桁架形成一个100多米长的“中”字。

自由号空间站

自由号空间站

简化后的自由号空间站

至于国际空间站，则是复合构型，它是吸收了美国“自由”号空间站和俄罗斯“和平”号空间站的优点，变成了一种既有模块化积木，又有大型桁架的结构，它的第一个舱段“曙光”号，甚至直接用的就是俄罗斯原本准备为“和平”号发射的备件。

国际空间站

说到这里，有人可能会问，那么我国“天宫”空间站呢，是什么构型？肯定像“和平”号一样搭积木吧？但实际上，咱们也是复合构型，既有模块化积木式舱段，也有桁架。不过咱们的桁架不大，目前仅仅只是“天和”核心舱两片薄膜式太阳翼的支撑结构。

其实这也是一种桁架

而如果二期工程的自主扩建高刚度大承载桁架到位之后，咱们的“天宫”就和国际空间站一样了。不过，国际空间站的大型桁架主要起到承载舱段、太阳翼泊和散热板泊位、加拿大2机械臂等作用。而我们的功能就更多了，除了有和国际空间站大型桁架一样的作用之外，什么暴露试验平台、在轨燃料补架系统、转接舱、智能操作小车、微型载人操作舱，是应有尽有，甚至能够停泊卫星，进行卫星在轨维护。

当然，目前这个自主扩建高刚度大承载桁架还只是一个方案，最终是否立项并发射还要视具体需求而定，但它的曝光，拓展了我们的思维，大型桁架从来就不是国际空间站专有的设计，只要好用，我们尽可以学习、改进和升级。