光明日報記者 張蕾 光明日報通訊員 潘晨

　　11月1日凌晨，隨著夢天實驗艙與天和核心艙、問天實驗艙在太空緊緊相擁，中國空間站在軌建造階段的最后一個艙段，配齊。

　　獨具特色、渾然天成的中國空間站系統總體設計，是對我國航天器系統設計的又一次創新跨越，閃耀著中國智慧，昭顯了匠心之美。下面，就讓記者帶您走進抓總設計研制空間站系統的中國航天科技集團有限公司第五研究院（以下簡稱“航天科技集團五院”），一探究竟。

　　　“立足當下、著眼長遠”的戰略觀

　　“結果源自開頭，起點通往終點”，航天科技集團五院空間站系統總指揮王翔認為，對于系統工程實踐來說，科學思想先于工程實踐——而這，正反映了我國建設空間站“立足當下、著眼長遠”的戰略觀。

　　“必須獨立自主，靠中國人自己的力量建成空間站！”航天科技集團五院空間站系統總設計師楊宏堅定地表示，“要依靠自立自強打破封鎖，通過增強頂層設計，瞄準前沿系統謀劃，提出適合我國國情的組裝建造方案。”為此，他帶領總體設計團隊，秉持“1+N=1”的設計理念，以“規模適度、留有發展空間”為設計思路，踏上了巧思釋放、活力涌流的設計之旅。最終，他們創造性地提出“利用艙段交會對接和轉位機械臂進行平面轉位、研制大型組合機械臂并與航天員協同進行艙外大型設施構建”的方案。這一獨具特色的總體設計方案，可以使我國在沒有航天飛機等大型運輸工具的情況下，完成積木加桁架混合構型的大型空間站在軌組裝建造。

　　從理想走向現實，需要科學、統一的技術體制有力地組織。于是，“一個系統總體、三個艙段總體加上一套專業分系統團隊”的工程組織架構如宏偉的建筑拔地而起，輔以“整體統一”管理（天和、問天、夢天三個艙段通用化率達80%），不僅促進了空間站系統的方案優化，還令系統設計與工程管理深度融合，相得益彰。

　　在天和核心艙與問天實驗艙組合形成L形后，夢天實驗艙的就位，使三艙構成一個可靠的T字形組合體，成為空間站的基本部分，為后續擴展巡天光學艙等艙段奠定堅實的基礎。未來，中國空間站還能夠在機械臂的輔助下繼續組裝，形成“十”字形、“干”字形等擴展構型。

　　在王翔看來，變化的過程和結果都源自設計，“萬變而不離其宗”。

　　　“天-地-人”和諧共處的整體觀

　　中國人講求“天地人和”，把整個宇宙看作一個大系統。這樣的智慧，在空間站系統的總體設計中體現得淋漓盡致。通過在眾多約束條件下創造最大價值的總體設計，讓天、地、人三大要素融為相輔相成的有機整體。

　　先看天上。組成空間站的各個艙段和來訪飛船都是獨立的飛行器，交會對接后形成組合體，通過“最強大腦”統一管控。除了在結構上對接，組合體的信息和能源系統也相互連接，動態并網、能力共享，像“神經”和“血液”一樣暢通無阻。此外，通過熱控流體回路，熱量也能實現跨艙傳輸、相互兼容。“如此，三艙互聯互通，且具備跨航天器的系統重構能力，整體性能大幅超越各航天器功能的簡單集合。”楊宏說。

　　再看地面。航天科技集團五院建設了一個與“天宮”等比例的物理空間站，并采用數字孿生技術創建數字空間站，共同形成“天-地-數字”三站協同的新型運行模式，用飛行數據實時驅動、開展在軌狀態預測、趨勢評估。此外，該院還抽調骨干力量成立飛控隊伍，從天和核心艙發射前夕開始就堅持三班倒、連軸轉的空間站作息模式，24小時不停監控天上的狀態，默默守護。“一年多來，這支隊伍經受住各種復雜在軌構型和各類任務的考驗，身經百戰，具備了過硬本領，將為后續長期在軌運營任務提供可靠支撐。”王翔評價。

　　人，是空間站系統里具有決定性的要素。不論是最初設計空間站，還是每次執行任務的全過程，總體設計團隊都會和航天員進行充分溝通，將以人為本的理念貫徹到底。干凈整潔的艙內環境、掃碼識別的物資管理系統、天地雙向視頻、智能廚房等，都蘊藏著設計師們的精巧構思與人本情懷。“一方面，從航天員的需求出發，通過設計不斷提升舒適性和便利性，打造一個讓航天員身體健康、心情愉悅的太空之家；另一方面，確保航天員的安全是首要任務，在設計之初就要系統地將安全性、可靠性考慮充分。”楊宏介紹。

　　首次飛天前，航天英雄楊利偉對總體設計人員說，“我信任你們”。在他們看來，這句話既是最重的責任，也是最棒的肯定。“人為天地客”，在中國空間站系統工程中，“天-地-人”和諧共處、相互成就。

　　　發揮新型舉國體制優勢的發展觀

　　縱觀空間站系統的總體設計，既有胸懷宇宙萬象、馳騁天地間的酣暢寫意，也曾屢遭“大象在瓷器店里跳舞”的棘手難題，更有橫刀立馬誓要守住的底線紅線。只是，后者被總體設計人員以發展的眼光和辯證的思維極早洞見并巧妙化解了。

　　早在空間站任務起步之初，楊宏便意識到，關鍵核心元器件一定是制約空間站長期可持續發展的瓶頸。遵循“以國家重大型號引領基礎技術突破”的思路，他帶領技術團隊駐扎元器件研制一線，一舉突破550萬個宇航用元器件的技術瓶頸，解決了核心元器件“卡脖子”問題。目前，中國空間站系統的核心元器件已全部實現國產化。

　　早在數年前，航天科技集團五院就提早布局，打造宇航智造工程空間站示范項目，打通研制過程全周期、全三維的模型數字化流程，開辟新型數字化研制模式，將研制周期縮短了30%。同時，空間站總體設計團隊執著追求，攻克了可爬行機械臂等一系列擁有自主知識產權的關鍵技術，在發供電、物資循環利用和運行經濟性等關鍵性能指標上不斷超越，使一個又一個中國創新奇跡閃耀太空。

　　面對空間站系統可靠性的難題，總體設計團隊潛心鉆研、匠心獨運，創立了在軌航天器安全性、可靠性、維修性“三性融合”的綜合工作體系——這種不中斷飛行、化繁為簡的維修設計，能在各種約束條件下實現整體系統的優化和功能增強。

　　在王翔眼中，中國空間站系統工程無疑是新時代發揮新型舉國體制優勢、集中力量辦大事的生動范例。創新+匠心，使中國空間站成為宇宙空間一顆耀眼的“明星”。我們有理由相信，以總體設計賦能美好太空家園的圖景，將在更多的空間技術領域得到充分演繹和生動展現。