上半年，载人航天“成绩单”亮眼
中国空间站模拟构型图。
空间辐射生物学装置安装在梦天实验舱暴露平台。图片来源：中国载人航天工程办公室
从“圆梦乘组”出舱、返回，到“博士乘组”亮相、进驻；从第二届“天宫画展”除夕上新，到一系列在轨科学实验和试验顺利进行……半年多来，进入常态化运营模式的中国空间站，留下了许多高光时刻。
近日，中国载人航天工程办公室发布了2023中国载人航天年中“成绩单”，28项内容串联起了中国载人航天半年来的精彩故事。
电推进系统实现首秀
在这份“成绩单”中，最近的一项任务是空间站电推气瓶出舱安装。在天地协同配合下，首次采用“换气”而非“补气”的方式完成电推进剂补加，对空间站长期轨道维持和安全平稳飞行起到重要作用。
据了解，电推进系统的工作原理是先将氙气等惰性气体转化为带电离子，再把这些离子加速、喷出以产生推进力，从而完成航天器的姿态控制、轨道修正和轨道维持等任务。天宫空间站的电推进系统是这一系统在载人航天领域的首秀。安装在舱外的大气瓶就像是空间站的“外挂”，其携带的推进剂可以支持电推力器长时间的轨道维持工作。
值得一提的是，此次安装任务是由航天员和空间站机械臂协同完成的。大气瓶首先由航天员进行舱内组装、自检及测试，通过自动出舱装置送至舱外，随后舱外机械臂抓取并将其转移、对接到安装位。
为了实现贮气模块的在轨安装，设计团队创造性地提出了一种简化版的浮动对接形式，极大提高了对接的容差能力和可靠性，即便在轨多次拆装也能保证精度、满足要求。得益于统一的接口设计，空间站外可以安装不同容积、不同工作压力的气瓶，工质也不限于已有系统的氙气，并可根据技术发展情况上行不同工质推进剂。
正常情况下，在大气瓶内的推进剂耗尽后，机械臂会自动进行在轨更换，同时也支持航天员手动更换气瓶，保证“兼容”，实现推进剂替换简单、高效、可靠的目标。
科学实验和试验稳步推进
安装电推气瓶是神舟十六号乘组的在轨工作任务之一。自5月30日进驻中国空间站以来，“博士乘组”航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮共同协作，高频次、高效率地开展了载荷出舱、设备测试、实验项目实施、舱段检查维护等工作。
“成绩单”显示，6月9日至10日，神舟十六号乘组完成了梦天实验舱空间辐射生物学暴露实验装置出舱工作，这是我国首次开展舱外辐射生物学暴露实验。航天员近日在天和核心舱内开展了细胞学研究样本回收工作，包括回收取样液袋、细胞培养板回收、样本转移等步骤。此外，航天员还进行了应急呼吸装置在轨测试，该装置是专为航天员设计，以应对压力应急条件下的特殊情况。
今年，随着国家太空实验室搭建完成，中国空间科学研究和宇宙空间探索进入崭新阶段。半年来，航天员在轨开展了多项科学实验和试验。
今年3月，在地面科研人员和航天员协同配合下，神舟十五号乘组完成了燃烧科学柜实验系统首次点火测试，点火实验采用甲烷作为燃料，高速相机清晰地拍下了整个点火和燃烧过程，为后续项目顺利实施打下良好基础。
此外，空间站双光子显微镜项目开展了在轨实验并取得成功，首次在航天飞行过程中获取航天员皮肤表皮及真皮浅层的三维图像；空间高效自由活塞斯特林热电转换试验装置顺利完成在轨试验，热电转换效率等综合技术指标达到国际先进水平。
今年5月，经过为期5个多月的在轨观测试验，中国首次成功实现在轨对导电环磨屑产生过程和团簇现象的观测。与此同时，空间站航天技术试验领域也完成我国首次液态金属热管理在轨试验，取得系列关键技术成果。
在后续的空间站任务中，神舟十六号乘组还将按计划开展多领域大规模在轨实验和试验，有望在新奇量子现象研究、高精度空间时频系统、广义相对论验证以及生命起源研究等方面产出高水平科学成果。同时，航天员将继续开展天宫课堂太空授课活动，让载人航天走进中小学生课堂。
空间站构形多次变化
今年5月10日，天舟六号货运飞船成功升空。6月6日，先期撤离的天舟五号货运飞船独立在轨飞行33天之后，完成了与空间站组合体的再次交会对接。目前，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱和神舟十六号载人飞船、天舟五号及天舟六号货运飞船组成了空间站“三舱三船”的全新构型。
几个月后，中国空间站的构型将产生新的变化。神舟十七号载人飞船升空前，天舟五号货运飞船将会再次从空间站撤离，再入大气层完成烧蚀销毁。
今年，空间站工程进入应用与发展阶段，空间站转入常态化运营模式。按照此前公布的任务规划，神舟十六号和神舟十七号乘组将在今年下半年完成在轨交接。
据专家介绍，中国空间站的真正构型共有53种。为进一步支持在轨科学实验、为航天员的工作和生活创造更好的条件，中国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。
中国工程院院士、航天科技集团五院空间站系统总设计师杨宏在展望空间站未来发展时表示，中国空间站组合体将成为“太空母港”，包括巡天空间望远镜在内的航天器可进行伴飞。当需要维修和燃料补给时，航天器可自主对接空间站。
