中國首個空間站天和核心艙 4 月 29 日發(fā)射成功，對中國航天有哪些重要意義？

時間：2024-02-05 13:55:01 | 來源：網(wǎng)站運營

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中國首個空間站天和核心艙 4 月 29 日發(fā)射成功，對中國航天有哪些重要意義？：

五星紅旗在璀璨星河熠熠生輝，人類探索太空的新起點！

2021年4月29日11時23分15秒618毫秒，中國空間站“天和”核心艙由長征五號B運載火箭托舉，成功發(fā)射入軌至預(yù)定軌道，揭開了中國空間站建設(shè)的大幕。

天和，開啟！

有說“天和”取名自天樞與太和，寓意天地人和；亦有說“天和”二字出自《莊子·知北游》：“若正汝形，一汝視，天和將至?！贝笠鉃椋憾苏愕男误w，集中你的注意力，天地之和氣自然就會到來。無論哪種說法，中國航天的命名之浪漫恢弘，與中國厚重璀璨的優(yōu)秀歷史文化總是相得益彰，密不可分。

工程前期

通過實施四次無人飛行任務(wù)以及神舟五號、神舟六號載人飛行任務(wù)，實現(xiàn)了工程第一步任務(wù)目標(biāo)，通過實施神舟七號飛行任務(wù)，以及天宮一號與神舟八號、神舟九號、神舟十號交會對接任務(wù)，完成了工程第二步第一階段任務(wù)。2016年6月至2017年4月，通過實施長征七號首飛、天宮二號、神舟十一號以及天舟一號共四次飛行任務(wù)，全面完成了工程第二步第二階段任務(wù)。

空間站階段主要任務(wù)

在 2022 年前后，建成和運營我國載人空間站，掌握近地空間長期載人飛行技術(shù)，具備長期開展近地空間有人參與科學(xué)實驗、技術(shù)試驗和綜合開發(fā)利用太空資源能力。

空間站建造任務(wù)分關(guān)鍵技術(shù)驗證和建造兩個階段實施。

其中，空間站關(guān)鍵技術(shù)驗證階段規(guī)劃實施 6 次飛行任務(wù)，長征五號B 運載火箭首飛任務(wù)已于 2020 年5月圓滿完成，2021 年，計劃發(fā)射天和核心艙、2 艘貨運飛船和 2 艘載人飛船。2022 年，實施空間站建造階段6 次飛行任務(wù)，發(fā)射問天和夢天實驗艙、2 艘貨運飛船和 2 艘載人飛船，完成空間站在軌組裝建造。也就是說接下來，按照既定的任務(wù)規(guī)劃，今明兩年內(nèi)，我國將通過11次飛行任務(wù)完成中國空間站的在軌建造，包括1個核心艙和2個實驗艙、4艘貨運飛船以及4艘載人飛船，建成一座彈性噸位（60~180噸）的低軌大型常駐空間站，實現(xiàn)中國載人航天工程三步走發(fā)展戰(zhàn)略第三步的任務(wù)目標(biāo)。




人類為什么要建造空間站？人類歷史上都建造了哪些空間站？中國空間站的發(fā)展歷程是什么？中國載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略是什么……本文整理公開的資料，進行梳理。

一.空間站—人類走向星際的第一站：人類空間站發(fā)展簡史

1.先驅(qū)者們的幻想

“地球是人類的搖籃，但人類不會永遠(yuǎn)被束縛在搖籃里。”

——現(xiàn)代航天之父：康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基

空間站對于人類來說，到底意味著什么？空間站是人類離開搖籃生活，掙脫地球臍帶的起始點。是未來太空移民的實驗場。是人類成為跨星際物種的第一站。不管怎樣，每當(dāng)我們仰望太空，空間站都是巨大的存在符號，第一個科學(xué)闡釋空間站的人，正是偉大的航天之父、蘇聯(lián)人康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基。

康斯坦丁·齊奧爾科夫斯基在《天地夢想》《人與自然》文中，首次從科學(xué)技術(shù)角度解釋了建造空間站的可行性。后來又在《飛向宇宙的火箭》具體勾繪出空間站的未來模樣——使用太陽能，利用自轉(zhuǎn)產(chǎn)生模擬重力，自建封閉生態(tài)系統(tǒng)等。如今看起來，如此真實又如此科幻。另一位航天先驅(qū)，德國人赫爾曼·奧伯特，則在空間站應(yīng)用方面，看得更清更遠(yuǎn)——空間站不僅是太空生活的棲息地，更大用處在于科研價值，可以當(dāng)作天文臺、地球觀測站、微重力科研平臺，甚至他把空間站的種種配套都想到了，比如往返空間站的太空飛船、艙外宇航服、太空望遠(yuǎn)鏡……如今，這些設(shè)想都已實現(xiàn)。

除了科學(xué)設(shè)想，當(dāng)然不乏科學(xué)狂想。與奧伯特同時代的一位執(zhí)迷于太空旅行的斯洛文尼亞工程師赫爾曼·波托奇尼克，用赫爾曼·諾丁的筆名出版了一部探討空間站工程技術(shù)的書《外太空旅行的問題：火箭發(fā)動機》（1928年），設(shè)想建造一個直徑30米的轉(zhuǎn)輪空間站，甚至建議把它放在地球同步軌道上，作為星際航行的中轉(zhuǎn)站。這個構(gòu)想影響了幾代人，到了20世紀(jì)50年代，時任NASA空間研究開發(fā)項目主設(shè)計師的沃納·馮·布勞恩完善了這一想法，發(fā)布了有三層輪子的旋轉(zhuǎn)空間站模型圖，再到1968年庫布里克的科幻電影《2001:太空漫游》里的“Type-V”空間站，一直到2014年諾蘭《星際穿越》里的“永恒號”空間站，都是輪式空間站構(gòu)型。

2.美蘇太空爭霸：人類空間站的催產(chǎn)劑

第一代空間站——關(guān)鍵詞：單體、單艙段單/雙接口、 “禮炮”系列（前蘇聯(lián)）、 “天空實驗室”（美國）

如果說20世紀(jì)上半葉人類還留停在空間站的夢想階段，那么下半葉就進入了現(xiàn)實，催產(chǎn)劑就是美蘇太空爭霸。20世紀(jì)50年代起，前蘇聯(lián)、美國兩個超級大國展開了激烈的太空競賽。 1970年，前蘇聯(lián)在成功掌握載人飛船交會對接技術(shù)之后，專注于更實用的空間站和載人飛船的研發(fā)，并實施了人類第一個空間站計劃——“禮炮號計劃”。

“禮炮1號”：1971年4月19日，前蘇聯(lián)成功發(fā)射了人類歷史上第一個空間站“禮炮1號”。之后，前蘇聯(lián)在15年間（1971年～1986年）發(fā)射了8個單體空間站，其中3個軍用空間站、5個科研實驗空間站，積累了豐富的空間站建設(shè)和運行的經(jīng)驗，并遙遙領(lǐng)先美國。

“禮炮1號”質(zhì)量18.5噸，加壓空間99m3，進駐人數(shù)為3人，軌道高度200~222公里?！岸Y炮1號”太空飛行175天，在太平洋上空再入時燒毀。雖然“禮炮1號”對接首班飛船“聯(lián)盟10號”遭遇失敗，雖然三名宇航員再入返回時全部犧牲，但這些事故仍然掩蓋不了“禮炮1號”作為人類挑戰(zhàn)太空的創(chuàng)舉——人類史上首個軌道空間站，三名宇航員刷新了當(dāng)時太空生活的最長紀(jì)錄（23天），架設(shè)了第一個太空望遠(yuǎn)鏡“獵戶座1號”，宇航員維克多·帕特賽耶夫成為在地球大氣層外操作太空望遠(yuǎn)鏡的第一人?！岸Y炮1號”成為后來前蘇聯(lián)所有空間站的基本款。

“禮炮2號”：1973年4月3日，前蘇聯(lián)發(fā)射“禮炮2號”空間站。盡管對外稱呼禮炮2號，但空間站屬性不再是科研，而是軍用。這是蘇聯(lián)軍事偵察空間站計劃的第1個空間站（也叫金剛石1號），隨后又發(fā)射了禮炮3號、禮炮5號，總共三個軍用空間站?？臻g站除了搭載宇航員進行手動對地偵察外，還裝備多款軍用偵察照相機，甚至配有一門NR-23機炮。但是，“禮炮2號”僅僅發(fā)射3天，因被“質(zhì)子”火箭第三級爆炸產(chǎn)生的碎片擊中，導(dǎo)致其姿態(tài)控制系統(tǒng)失靈，在軌運行54天后，在太平洋上空再入燒毀，成為最短命的空間站，好在當(dāng)時未進駐宇航員，沒有人員犧牲。

“禮炮3號”：1974年6月25日，為了及時補位“禮炮2號”，前蘇聯(lián)發(fā)射了“禮炮3號”（金剛石2號）軍用空間站。“禮炮3號”重量18.5噸，但加壓空間縮減為90m3，進駐人數(shù)3人，軌道高度219~270公里，在軌運行213天，先后與兩艘載人飛船對接，成功對接“聯(lián)盟14號”，但因?qū)酉到y(tǒng)出現(xiàn)故障，與“聯(lián)盟15號”對接失敗，導(dǎo)致宇航員沒能進入空間站。不過，這個空間站在無人狀態(tài)下成功進行NR-23機炮的遙控試射，擊中一顆靶標(biāo)衛(wèi)星。這也是人類歷史上首次在近地軌道上“開火”，濃濃的毛子式“暴力美學(xué)”色彩。

“禮炮4號”：連續(xù)兩次發(fā)射軍用空間站之后，前蘇聯(lián)再度于1974年12月26日發(fā)射民用版空間站，這就是“禮炮4號”（“禮炮1號”的升級版），主要優(yōu)化三處：三個大型太陽能陣列取代了之前的四個小型太陽能陣列，能提供更多動力；裝備新型自主導(dǎo)航系統(tǒng)，即使沒有地面支持下依然能夠計算復(fù)雜的軌道參數(shù)；科學(xué)探測儀器配備更多樣更先進，安裝了25厘米口徑太陽軌道望遠(yuǎn)鏡、短波衍射光譜儀、兩臺X射線望遠(yuǎn)鏡。

“禮炮4號”在軌期間共有3班飛船對接，原定的“聯(lián)盟18a號”由于火箭發(fā)生故障，觸發(fā)了發(fā)射中止系統(tǒng)，導(dǎo)致飛船沒能進入軌道，只做了一次亞軌道飛行，兩名宇航員平安返回地球。隨后又增補了“聯(lián)盟18號”和“聯(lián)盟20號”，均沒有載人。但這兩次交會對接卻為接下來的歷史性對接——1975年7月17日，“聯(lián)盟19號”飛船與“阿波羅”飛船成功對接，提前進行了預(yù)演。美蘇飛船對接標(biāo)志著美蘇太空競賽的結(jié)束，從全面敵對轉(zhuǎn)向握手言和，也意味著美蘇近地軌道領(lǐng)域合作的開端。

最終，禮炮4號在軌運行770天，于1977年2月3日再入大氣層墜毀，創(chuàng)下當(dāng)時空間站最長在軌時間。

“禮炮5號”：1974年6月22日，前蘇聯(lián)成功發(fā)射第三個、也是最后一個軍用空間站“禮炮5號”（金剛石3號），先后與兩艘載人飛船（“聯(lián)盟21號”“聯(lián)盟24號”）實現(xiàn)對接，共有4名宇航員進入，但與“聯(lián)盟23號”對接失敗。

“禮炮5號”之后，蘇聯(lián)軍方重新評估了軍用空間站的價值，認(rèn)為隨著更先進的光學(xué)與雷達成像偵查、電磁偵查等間諜衛(wèi)星的出現(xiàn)，軍用空間站已經(jīng)不具備戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，決定徹底終止軍用空間站計劃。

“禮炮6號”：忙碌的下一代空間站“探路者”。1977年9月29日，前蘇聯(lián)成功發(fā)射“禮炮6號”空間站。它擁有兩個對接艙，可以同時對接載人飛船和貨運飛船。“禮炮6號”先后對接過12艘進步號貨運飛船、16艘聯(lián)盟號載人飛船，共接待16批33人次宇航員進入，創(chuàng)下空間站最忙碌的紀(jì)錄。其設(shè)計壽命只有1年半，但實際在軌運行4年零10個月，又創(chuàng)下當(dāng)時最長時間太空飛行紀(jì)錄。

當(dāng)最后一批宇航員撤離“禮炮6”號后，一艘名為“宇宙1267號”（Kosmos-1267）的實驗后勤補給飛船進入太空，順利實現(xiàn)自動對接。這為后來建造“和平號”空間站、國際空間站，徹底實現(xiàn)大型模塊自動對接、組件空間站起到先導(dǎo)性意義。1982年7月29日，“禮炮6號”在軌運行1764天后，再入大氣層墜毀，結(jié)束使命。

“禮炮7號”：承前啟后的空間站，又登上了電影熒幕。“禮炮7號”既是“禮炮”系列的最后一個空間站，又是第二代空間站的開路先鋒。它是一個從單體空間站向模塊空間站（積木式空間站）升級換代的過渡版本。對接飛船增多，擴展模式增強，任務(wù)類型增多。為第二代模塊化空間站的代表——“和平號”空間站積累經(jīng)驗。

最值得一提的是，人類太空史上有件著名的“拯救禮炮7號”事件。1985年2月12日，無人進駐的“禮炮7號”突然失聯(lián)，因電力故障導(dǎo)致空間站所有系統(tǒng)都癱瘓。6月6日，蘇聯(lián)派出兩名最有經(jīng)驗的宇航員（弗拉基米爾·扎尼別科夫、維克托·薩文內(nèi)赫），搭乘“聯(lián)盟T-13”號飛船前去維修“禮炮7號”。從技術(shù)角度講，這次對接被認(rèn)為是太空歷史上最復(fù)雜、最有挑戰(zhàn)的對接任務(wù)。當(dāng)時癱瘓的“禮炮7號”運行速度大約7800米/秒，完全不可控。維修它的“聯(lián)盟T-13”飛船也要用同樣的速度去追上它，并逐步精確靠近，把相對速度降為0?！奥?lián)盟T-13”飛船飛到距離“禮炮7號”200米的位置，宇航員對著不停旋轉(zhuǎn)的“禮炮7號”觀察了很久，才評估出“有對接的可能性”，隨后開展“刀尖跳舞”般的手動交會對接。

2018年首映的《太空救援》，俄羅斯更是將這次“史上最驚心動魄的太空拯救任務(wù)”高光亮相全世界，感興趣的同學(xué)可以觀看，影片中對“聯(lián)盟T-13”飛船、“禮炮7號”空間站的還原度非常高。

絕地復(fù)活的“禮炮7號”，還在同年迎來聯(lián)盟T-15號的造訪，這也是該空間站最后一次對接任務(wù)。是從“禮炮7號”搶運重要物資，轉(zhuǎn)移到新一代空間站——“和平號”。聯(lián)盟T-15號飛船，也因此成為迄今唯一在兩個空間站之間穿梭的擺渡飛船。

1991年2月7日，“禮炮7號”最終脫離軌道，從阿根廷卡皮坦貝穆德斯鎮(zhèn)上空重返地球大氣層，碎片殘骸落入南太平洋無人區(qū)?！岸Y炮7號”在軌運行8年零10個月，總共對接過12艘載人飛船，15次無載人對接，接待10批26人次，并創(chuàng)下當(dāng)時單個宇航員最長時間太空生活紀(jì)錄（236天）。

天空實驗室：美國首個空間站。就在美國贏得登月賽事之際，蘇聯(lián)切換賽道直取近地軌道，密集部署了“禮炮計劃”。美國匆忙應(yīng)戰(zhàn)，利用“阿波羅計劃”最大重器 “土星五號”火箭的第三級箭體，改造為空間站主體，命名為“天空實驗室”計劃。

1973年5月14日，美國成功發(fā)射 “天空實驗室”。其由軌道艙、過渡艙、多用途對接艙、太陽望遠(yuǎn)鏡以及阿波羅飛船五部分構(gòu)成，全長36米，最大直徑6.7米，總重80噸，加壓空間360立方米，進駐人數(shù)9人，軌道高度442公里~430公里。這是當(dāng)時人類向近地軌道發(fā)射的最重、最大、最復(fù)雜的航天器?！疤炜諏嶒炇摇痹谲夁\行的成果豐富，進行270多項科研實驗，拍下18萬張?zhí)柣顒訄D像、4萬多張地球觀測照片，還進行了微重力人體生理學(xué)試驗、材料加工試驗等。

1979年7月11日，“天空實驗室”在澳大利亞西部上空再入地球大氣層燒毀。在軌時間達到2249天，其中載人飛行時間為171天。

第二代空間站——關(guān)鍵詞：模塊化、積木式、多艙段多接口、“和平號”（前蘇聯(lián)）

從“禮炮1號”到“禮炮7號”，整個“禮炮”系列都屬于第一代單體空間站（單模塊空間站），縱橫太空整整15年（1971年~1986年），直到第二代積木式空間站（多模塊空間站）的典型代表橫空出世，這就是蘇聯(lián)一直引以為傲的“和平號”空間站。

“和平號”空間站：1986年2月19日，前蘇聯(lián)成功發(fā)射首個重達20噸的“和平號”空間站核心艙。1996年，“和平號”空間站最終配置達到7個模塊，包括核心艙、量子1號、量子2號、晶體號、光譜號、對接艙、自然號，每個模塊（艙段）都具備獨立運行能力，總質(zhì)量接近130噸，加壓空間高達350立方米。

1991年，隨著蘇聯(lián)解體，“和平號”進入“美國供養(yǎng)、俄美共用”模式。但隨著航天飛機逐漸退出歷史舞臺，美國減少供給經(jīng)費和支持力度，俄羅斯經(jīng)濟持續(xù)下滑，“和平號”日漸難以為繼，最終在2001年3月23日，脫軌墜入大氣層，碎片落入南太平洋冰冷的海水中。當(dāng)時筆者正在讀高中2年級，中午的《新聞30分》播出了“和平號”墜毀的畫面，看著電視上化作流星的“和平號”殘骸，聽旁白說道：“開創(chuàng)一個時代的‘和平號’空間站，最終化作煙火，閃爍在人類太空史冊”。

“和平號”在軌運行15年（在軌時間5519天，載人時間4592天），總共飛行35億公里，繞地飛行8萬多圈，共有31艘聯(lián)盟號載人飛船、62艘進步號貨運飛船、三架美國航天飛機與“和平號”對接。宇航員在“和平號”艙外進行了78次太空行走，艙外逗留時間長達359小時12分鐘。先后有28批長期宇航員、16批短期宇航員，共有12個國家、135名宇航員進駐過和平號，總計進行了1.65萬次科學(xué)實驗……無論規(guī)模，還是任務(wù)量，“和平號”空間站都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過以往任何空間站，開創(chuàng)了載人航天國際大合作的先河。

俄羅斯很多人都認(rèn)為“和平號”還在，至少它的血統(tǒng)還在——這就是目前國際空間站一個組件：“星辰號”服務(wù)艙，目前唯一由俄羅斯全資建造的國際空間站組件，基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計與“和平號”空間站核心組件相類似。相當(dāng)長一段時間里，“星辰號”被俄羅斯人標(biāo)注為“和平2號”空間站。

第三代空間站——關(guān)鍵詞：桁架式、超大規(guī)模、國際合作、國際空間站

以美國為主導(dǎo)的國際空間站，前身是NASA“自由號”空間站計劃，最早源自里根總統(tǒng)的“星球大戰(zhàn)”計劃，后來被老布什總統(tǒng)叫停，同時擱置了自由號空間站。

克林頓執(zhí)政時期在副總統(tǒng)戈爾直接推動下，由美國宇航局與俄羅斯聯(lián)邦航天局共同創(chuàng)建一個國際共用的空間站項目——這就是國際空間站的最初計劃。關(guān)于ISS的命名，最初美國提議取名阿爾法（Alpha）空間站，但遭到俄羅斯反對，理由是此名暗示了這是人類史上第一個空間站。最終取了個非常平實的名稱——國際空間站（International Space Station，簡稱ISS）。

1998年11月20日，ISS的第一個組件曙光號成功發(fā)射，12月4日迎接首批宇航員進駐，歷經(jīng)32批組裝任務(wù)，國際空間站如今已經(jīng)使用23個年頭。原計劃使用到2024年，但根據(jù)美國、俄羅斯、歐空局、日本、加拿大5家航天機構(gòu)的共同決定，通過陸續(xù)更換組件的方式，將ISS延長使用壽命到2026~2028年。

ISS總質(zhì)量420噸，長108.5米，寬72.8米，高20米，是“和平號”空間站的4倍，是天空實驗室的5倍。內(nèi)部加壓空間有1200立方米，相當(dāng)于一幢美式6居室的大房子。最大定員7人，通常常駐6～7人。

ISS大型部件主要有18個，包括1個控制艙（曙光號），1個服務(wù)艙（星辰號），3個實驗艙（命運號、哥倫布號、希望號），3個移動維修平臺（加拿大臂、機械臂、特色微動作機械手），1個穹頂艙等。其主體結(jié)構(gòu)是“中心主桁架+雙龍骨”構(gòu)型，這樣能使更多功能艙段和更大太陽能電池陣列，懸掛在這種主體結(jié)構(gòu)上。同時可以停靠航天飛機、聯(lián)盟號飛船、進步號貨運飛船、貨運龍飛船、天鵝座飛船等。ISS并不單單是放大版的第二代“和平號”空間站，而是全新的第三代空間站——桁架掛艙式空間站。這是現(xiàn)階段人類科技所能實現(xiàn)最理想的空間站結(jié)構(gòu)。

ISS運行軌道距離地表約400公里，軌道周期是92分鐘多一點，每天圍繞地球接近16圈。截至2021年4月29日，已經(jīng)在軌運行22年4個月25天（8182天）。

ISS堪稱人類史上最昂貴的單體科研項目。根據(jù)已公開的數(shù)據(jù)顯示：截至2020年，各成員國累積投入高達2551億美元，其中美國1811億美元（直接投入1224億美元，航天飛機費用587億美元），俄羅斯320億美元，歐空局250億美元，日本50億美元，加拿大120億美元。

ISS最早發(fā)起國有16個國家，如今主要由5個國家/機構(gòu)合作運營，主要是美國宇航局NASA、俄羅斯聯(lián)邦航天局Roscosmos、歐洲空間局ESA、日本航空航天研究開發(fā)機構(gòu)JAXA、加拿大航天局CSA。地面管控機構(gòu)包括俄羅斯科羅廖夫航天飛行控制中心、美國NASA休斯頓航天中心、美國馬歇爾太空飛行中心、歐洲空間局ATV控制中心、德國航空航天中心、日本筑波航天中心、加拿大約翰·H·查普曼航天中心。

ISS的宇航員被稱為“遠(yuǎn)征隊”。從1998年12月4日第一批ISS宇航員（第1遠(yuǎn)征隊），一直到最近搭乘Space X載人“龍”飛船第65遠(yuǎn)征隊（2021年4月24日，4名宇航員），共有來自18個國家的255名宇航員進駐過。這當(dāng)中9人屬于太空飛行參與者（Space Flight Participant），其中7人是人們口中自掏腰包進太空的“太空游客”，而不是各國宇航機構(gòu)公派的職業(yè)宇航員。ISS現(xiàn)有宇航員11名，包括6名美國人、2名俄羅斯人、2名日本人和1名法國人，是十多年來IIS最擁擠的時刻。4月28日，本批宇航員人員減少4人——3名美國人和1名日本人啟程返回，他們的飛船降落在墨西哥灣。

ISS是美俄空間合作的典范。然而2021年4月21日，俄羅斯國家航天公司總裁德米特里·羅戈津宣布，俄羅斯準(zhǔn)備開始建造自己的空間站，計劃到2030年發(fā)射升空。俄羅斯將在未來退出IIS項目并自建空間站的消息，引發(fā)外界關(guān)注。路透社認(rèn)為，俄羅斯自建空間站意味著結(jié)束與美國在ISS上長達20多年的合作，掀開太空探索新篇章。分析還指出，由于今天的國際空間站是在前蘇聯(lián)/俄羅斯“和平號”空間站基礎(chǔ)上建立起來的，對俄來說，并沒有太多技術(shù)障礙要克服，反而是美國需要從頭學(xué)習(xí)如何搭建和運營大型組合式空間站。

近年來，美俄空間合作關(guān)系愈趨緊張。特別是近日，俄美緊張關(guān)系日益升溫，美對俄祭出多項制裁，驅(qū)逐10名外交官，俄亦做出對等回應(yīng)。有分析稱，俄方退出ISS，也許是俄羅斯對美國的“曲線反制”。合作20多年后，俄美在IIS上面臨“分手”，ISS的命運何去何從，俄美兩個“老對手”又將在太空上演怎樣的角力和博弈？我們共同關(guān)注。

二.篳路藍(lán)縷，十年鑄劍：中國空間站的發(fā)展歷程

1992年9月，我國載人航天工程（代號“921工程”）正式實施，并確定 “三步走”發(fā)展戰(zhàn)略：即第一步發(fā)射載人飛船，建成初步配套的試驗性載人飛船工程，開展空間應(yīng)用實驗；第二步突破載人飛船和空間飛行器的交會對接技術(shù)，發(fā)射空間實驗室，解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題；第三步建造空間站，解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。2005年2月，中央批準(zhǔn)實施載人航天工程第二步第一階段任務(wù)，其主要任務(wù)目標(biāo)分解為三項：一是實施航天員出艙活動，突破航天員出艙活動技術(shù)；二是實施航天器交會對接任務(wù)，突破和掌握航天器交會對接技術(shù)；三是開展有效的空間應(yīng)用、空間科學(xué)與技術(shù)實驗，為工程進一步的發(fā)展創(chuàng)造基本條件。

2010年9月，我國空間發(fā)展計劃《載人空間站工程實施方案》正式獲批。中國空間站計劃（China Space Station Plan）正式啟動實施，命名為“天宮”計劃。明確我國空間站工程的戰(zhàn)略目標(biāo)是：在 2020年前后，建成和運營近地空間站，使我國成為獨立掌握近地空間長期載人飛行技術(shù)，具備長期開展近地空間有人參與科學(xué)技術(shù)實驗和綜合開發(fā)利用太空資源能力的國家。我國載人空間站是一個在軌組裝而成的、具有中國特色的空間站系統(tǒng)，預(yù)計于 2022年左右建成，計劃在軌運營10年以上，將成為中國空間科學(xué)和新技術(shù)研究實驗的重要基地，開展科學(xué)研究和太空實驗，促進中國空間科學(xué)研究進入世界先進行列，為人類文明發(fā)展進步做出貢獻。

2021年4月29日，天和號核心艙發(fā)射，我國空間站建設(shè)拉開大幕。這一天，距離2010年9月空間站計劃正式啟動，過去了11年；距離“天宮一號”成功發(fā)射，過去了10年。

中國空間站十年鑄劍，我們一起來梳理前序的“天宮一號”和“天宮二號”先導(dǎo)空間實驗室發(fā)展脈絡(luò)（與“天宮”配套的“神舟”一號到十二號載人飛船及“天舟一號”貨運飛船的研制發(fā)展歷程，本文不再重點贅述）。

1.天宮一號：中國首個試驗型空間實驗室

2011年9月29日21時16分03秒，我國第一個目標(biāo)飛行器“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射入軌。當(dāng)時筆者正在攻讀博士學(xué)位，那天晚上實驗室兄弟姐妹們都圍在電視機前看直播，聽到發(fā)射成功的宣布，筆者不禁淚流滿面，隨后，我們一群興奮地來到杭州東三街夜市，就著燒烤，暢快暢想中國空間站，痛飲了兩大捆“金星”啤酒，何等快意。

“天宮一號”在軌飛行2376天，2012年6月18日14時14分，我們在電商“618狂歡”這天，“天宮一號”號與6月16日成功發(fā)射的“神舟九號”飛船完成首次載人交會對接。17時8分，“天宮一號”艙門打開，中國航天員景海鵬、劉旺和劉洋（女）相繼進入“天宮一號”。

“天宮一號”有人駐留20天，2018年4月2日再入地球大氣層墜毀?！疤鞂m一號”是我國首個簡易空間實驗室，只有1個交會對接口，屬于第一代空間站“天宮一號”由實驗艙和資源艙構(gòu)成，全長10.4米，最大直徑3.35米，重約8.5噸。實驗艙由密封艙和裝有對地遙感設(shè)備的非密封后錐段組成，其中密封艙是飛行器的控制艙，也是航天員的工作艙和生活艙，實驗艙前端裝有可與載人飛船交會對接的裝置。資源艙為非密封艙，主要為軌道機動提供動力、燃料和電能等。艙外裝有一對太陽電池翼及“天鏈”中繼衛(wèi)星天線，尾部裝有2臺490 N 軌控發(fā)動機。

在軌期間，“天宮一號”先后和1艘無人飛船（2011年11月1日“小光棍節(jié)”的“神舟八號”）、2 艘載人飛船（2012年6月18日的“神舟九號”、2013年6月13日“神舟十號”，乘員是聶海勝、張曉光、王亞平<女>）完成了4次自動和2次航天員手控交會對接。

2013年6月，“天宮一號”與“神舟十號”交會對接時，值筆者博士畢業(yè)時。當(dāng)時筆者已打定主意要投身中國航天相關(guān)工作，正揣著簡歷在杭州奔跑逐夢。

共2批6名航天員進入“天宮一號”。航天員短期在軌駐留，并開展了對地遙感應(yīng)用、空間物理與環(huán)境探測和空間材料等實驗。獲取了大量有價值的數(shù)據(jù)信息和十分豐碩的應(yīng)用成果。

作為我國首個試驗空間實驗室，“天宮一號”完成了航天器組合體控制與管理、航天員在軌駐留保障、航天員在軌維修操作等一系列技術(shù)試驗驗證。2013年6月20日10時，一堂來自太空的科普課電視直播刷新收視紀(jì)錄。水膜實驗、單擺運動、陀螺運動……通過美麗的女航天員、太空教師王亞平的講解和展示，太空的奧秘生動呈現(xiàn)在全國6000多萬中小學(xué)生眼前。

“天宮一號”主要用于試驗未來載人航天空間站工程建設(shè)所需的交會和對接關(guān)鍵技術(shù)。

除了神舟/天舟飛船、“天鏈”中繼衛(wèi)星系統(tǒng)獲得突破外，在航天員科研訓(xùn)練、艙外航天服研發(fā)與試驗方面也獲得重大突破。而航天員和航天服，是實現(xiàn)“人在太空”的先導(dǎo)條件。

2018年1月25日，中宣部發(fā)布航天員群體先進事跡，授予他們“時代楷?！睒s譽稱號

“飛天”艙外航天服：穿在身上的“飛船”，重而不笨，行動靈活。

“天宮一號”發(fā)射是我國載人空間站的起點，標(biāo)志著中國已經(jīng)擁有建立初步空間站（即短期無人照料空間站）的能力，同時也標(biāo)志著我國已邁入載人航天工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的第二步。

2.天宮二號：中國真正的空間實驗室

2016年9月15日，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將“天宮二號”發(fā)射入軌。

此時，筆者已實現(xiàn)自己投身中國航天的夢想，正穩(wěn)穩(wěn)地坐在值守崗位上，執(zhí)行此次發(fā)射的測控通信任務(wù)，笑！

“天宮二號”在外形、結(jié)構(gòu)、尺寸、質(zhì)量上與 “天宮一號”基本一致，由實驗艙和資源艙組成，有1個交會對接口，但采用模塊化艙內(nèi)設(shè)備設(shè)計，增加推進劑補加系統(tǒng)，配備在軌維修技術(shù)驗證和機械臂維修操作驗證系統(tǒng)。

在軌期間，“天宮二號”于2016年10月19日與“神舟十一號”載人飛船自動交會對接形成組合體。航天員“老司機”景海鵬和“新秀”陳冬進入空間實驗室，完成30天的中期在軌駐留任務(wù)，并進行了較大規(guī)模的地球觀測、航天醫(yī)學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)、植物培育、釋放伴飛小衛(wèi)星、首次太空腦機交互等試驗。驗證了天宮二號環(huán)境控制以及生命維持系統(tǒng)的性能，標(biāo)志著中國航天正式突破了航天員中期在軌駐留的門檻，為未來空間站90天乃至180天的長期駐留做好了準(zhǔn)備。

同樣，筆者當(dāng)時穩(wěn)穩(wěn)地、面帶止不住的笑容坐在值守崗位上，與兩位航天員天地朝夕相伴30天，笑！

“最幸福是同步著，你有力的脈搏”，馬正建老師作詞、曹芙嘉演唱的《那片星空屬于我》，唱出了我和我的伙伴們的心聲。

“天宮二號”雖然只加了“半油”，但它卻無需擔(dān)心燃料不夠。2017年4月20日我國使用長征七號火箭將“天舟一號”貨運飛船發(fā)射上天，4月22日它和“天宮二號”空間實驗室完成首次自動交會對接，并在次日開展了第一次推進劑補加試驗，這是我國的首次推進劑補加試驗，我國也由此成為俄羅斯之后第二個掌握推進劑補加技術(shù)的國家。此后6月15日和9月16日又進行了兩次推進劑補給試驗，進一步驗證了這項技術(shù)突破，為空間站建設(shè)和運營中推進劑補給積累了經(jīng)驗。值得一提的是，“天舟一號”和“天宮二號”還進行了快速交會對接試驗，2017年9月12日的試驗中，“天宮二號”從遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段到完成對接歷時約6.5小時，這項技術(shù)的突破為未來神舟載人飛船快速交會對接空間站奠定了基礎(chǔ)。

“天宮二號”不僅是載人航天工程的驗證者，它更大的亮點還在于作為太空科學(xué)實驗的承載者，是我國第一個真正意義上的太空實驗室，“天宮二號”搭載了4大領(lǐng)域的14項空間科學(xué)和應(yīng)用任務(wù)，科研載荷重量約600千克，累計開展了60多項空間科學(xué)實驗和應(yīng)用技術(shù)試驗，無愧于空間實驗室的稱謂。

“天宮二號”空間實驗室的超高精度空間冷原子鐘是世界上第一臺在軌運行的冷原子鐘，軌道上實際測試達到了7.2E-16（3000萬年誤差一秒）的驚人精度，為北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提高授時和定位精度做出重要貢獻，在其他需要超高精度時間的科學(xué)實驗中也將發(fā)揮重要作用?！疤鞂m二號”還攜帶了中瑞聯(lián)合研制的伽瑪暴偏振探測儀（POLAR），它不僅是國際上第一臺寬視場的專用伽瑪暴偏振探測儀，也為我國后續(xù)再空間站上開展空間天文觀測的先聲。在軌期間，POLAR探測到55個伽瑪暴事件，還觀測到著名的蟹狀星云的脈沖星信號，并在國內(nèi)首次利用脈沖星信號進行定軌，精度可達10公里級別，這個精度在未來深空探測尤其是星際探測中可以發(fā)揮重要作用?！疤鞂m二號”還開展了綜合材料實驗和高等植物培養(yǎng)實驗，材料實驗的樣品基本是國際上首次實驗，包括納米復(fù)合光學(xué)材料以及高性能熱電轉(zhuǎn)換材料等?！疤鞂m二號”的綜合材料實驗平臺上獲得了10多支高質(zhì)量的材料樣品，空間材料技術(shù)也是空間科學(xué)實驗?zāi)酥廖磥砜臻g工業(yè)化的重要組成部分。

植物培植實驗中使用擬南芥和水稻作為種子，利用人工光照和水循環(huán)系統(tǒng)，在6個月的時間內(nèi)完成了國內(nèi)高等植物“從種子到種子”的全過程生長過程。實驗中還發(fā)現(xiàn)植物在空間微重力環(huán)境下的不同，包括擬南芥開花延遲、植物壽命延長等現(xiàn)象，為我們?nèi)祟愇磥黹L期空間探索以及開展太空農(nóng)業(yè)提供了重要信息。

“天宮二號”飛行1037天，杭州時間2019年7月19日21時06分，“天宮二號”空間實驗室受控離軌并再入大氣層，隨后少量殘骸落入位于南太平洋的“衛(wèi)星墳場”，宣告“天宮二號”近3年來的任務(wù)圓滿落幕。

離軌那天，我和我的同事們好多人都哭了。

“天宮二號”屬于第一代空間站，作為我國第一個真正意義上的可開展各類空間科學(xué)實驗和空間應(yīng)用試驗的空間實驗室，“天宮二號”是一個長期在軌自動運行、短期載人的航天器，搭載的多項應(yīng)用載荷以及一些航天醫(yī)學(xué)實驗設(shè)備，在數(shù)量上和安裝復(fù)雜程度上都創(chuàng)造了我國歷次載人航天器任務(wù)之最，也是“飛得更高、實驗更多、時間更長”的飛行器?！疤鞂m二號”完成了航天員中期駐留，考核和驗證了面向長期飛行的乘員生活、健康和工作保障等相關(guān)技術(shù)、推進劑在軌補加技術(shù)等，為未來空間站建成并運行奠定了重要基礎(chǔ)。

“天宮二號”是中國空間站建設(shè)的最后一次全面技術(shù)驗證，標(biāo)志著我國全面進入空間實驗室任務(wù)實施階段。

三.打破封鎖，獨立自主：中國為什么要獨立建設(shè)自己的空間站

中國為什么要獨立建造自己的空間站？從20世紀(jì)50年代開始太空爭霸，一直到國際空間站長成巨無霸，這期間中國的航天、問天之路是什么樣的？簡單來說，就是自力更生、打破封鎖、獨立自主。通往空間站的路徑，中國在孤獨前行，從天宮一號、天宮二號，再到未來的中國空間站（天宮號），一直堅持獨立自主，風(fēng)雨兼程，一路穩(wěn)妥前行。走到今天，我們有底氣張開雙臂，擁抱合作，笑對全球。

事實上，我國在20世紀(jì)60年代，就有了載人航天計劃。1967年7月14日，毛澤東主席簽署了中國自己的載人航天計劃——代號為“714工程”，準(zhǔn)備在1973年發(fā)射“曙光1號”載人飛船，搭載兩名航天員。1971年，19名空軍飛行員作為航天員候選人已經(jīng)準(zhǔn)備受訓(xùn)了，卻因為當(dāng)年“九一三事件”的影響而被擱置，直到最終計劃取消。

20世紀(jì)80年代，幾乎成了美國獨霸太空的時代，“星球大戰(zhàn)”計劃愈演愈烈。就在這時，中國推出代號為“863”的系列高新技術(shù)研究規(guī)劃，宣布了自己的載人航天計劃：其中描述了中國空間站建設(shè)的路線圖和宏大計劃，最終確定更為科學(xué)、務(wù)實的“921工程”。

事實上，國際空間站最早發(fā)起時，中國也是滿懷誠意要參加的。但是，以美國為首的西方國家不同意中國加入，并搞出了“航天政治化，科技軍事化”，封鎖、孤立中國航天項目，在國際空間站上，就是“不帶中國玩”。面對封鎖，我國航天人在“兩彈一星”精神的指引下，發(fā)揚自力更生，獨立自主，開天辟地。從“神舟載人飛船計劃”到“天宮計”劃，從“嫦娥探月工程”再到“火星探索”計劃……中國航天人一步步有條不紊地實現(xiàn)夢想。

看著中國航天穩(wěn)扎穩(wěn)打取得的巨大成就，2011年、2013年美國國會連續(xù)出臺法案，禁止中國公民和有中國背景的機構(gòu)、資本，接觸任何有關(guān)NASA的人和事物。雖然NASA多位科學(xué)家就公開批評這一法案太過狹隘，反對科技政治化，但美國政府鐵了心的要推行。

讓我們一同看看“中國航天工程的時代坐標(biāo)”，回溯與展望一路風(fēng)雨兼程、一路獨立自主、一路堅定前行的中國航天夢、太空夢。

展望中國空間站：讓五星紅旗在璀璨星河熠熠生輝

中國空間站建設(shè)是我國載人航天工程三步走戰(zhàn)略的“第三步”。中國載人空間站命名為“天宮”，代號“TG”，是一個在軌組裝成的具有中國特色的空間實驗室系統(tǒng)。初期的空間站將建造三個艙段，采用對稱T形構(gòu)型，包括一個核心艙和兩個實驗艙。核心艙居中，實驗艙1和實驗艙2分別連接于兩側(cè)，每個20多噸。

“天和號”核心艙設(shè)有多個交會對接口，其中前端兩個對接口主要接納神舟載人飛船，停靠往返運送人員。而后端的后向?qū)涌谥饕糜凇疤熘邸必涍\飛船?？?，完成物資補給和廢棄物下行。同時，空間站上設(shè)氣閘艙，用于航天員出艙，并配置機械臂用于輔助對接、補給、出艙和科學(xué)實驗。空間站軌道高度為400~450公里，傾角41-42度的橢圓近地軌道，采用三軸穩(wěn)定對地指向控制模式設(shè)計壽命為10年，總重量可達90噸，屬于百噸級大型載人空間站。長期駐留3人，乘組輪換時最多可達6人。

空間站運營期間，最多的時候?qū)⒖蓪?艘貨運飛船、2艘載人飛船，這些飛船又可與核心艙組合成多種形態(tài)的空間組合體，在核心艙統(tǒng)一調(diào)度下協(xié)同工作，完成空間站承擔(dān)的各項任務(wù)。

在運營階段，將可以根據(jù)科學(xué)研究的需要增加新的艙段，擴展規(guī)模和應(yīng)用能力。中國空間站初期的5個模塊具體如下：核心艙，全長約18.1米，最大直徑約4.2米，發(fā)射質(zhì)量20至22噸。核心艙模塊分為節(jié)點艙、生活控制艙和資源艙，核心艙有5個對接口，可以對接1艘貨運飛船、2艘載人飛船和2個實驗艙。對于中國空間站的結(jié)構(gòu)，中國航天科技集團有限公司五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師朱光辰曾形象地比喻：“如果神舟飛船是一輛轎車，那么天宮一號和天宮二號相當(dāng)于是一室一廳的房子，中國空間站則像是三室兩廳還帶儲藏間?！绷碛幸粋€供航天員出艙活動的出艙口，主要任務(wù)包括為航天員提供居住環(huán)境，支持航天員的長期在軌駐留，支持飛船和擴展模塊對接停靠，并開展少量的空間應(yīng)用實驗，是空間站的管理和控制中心。

實驗艙1、實驗艙2全長均約14.4米，最大直徑均約4.2米，發(fā)射質(zhì)量均約20~22噸。實驗艙2以應(yīng)用實驗任務(wù)為主，實驗艙1兼有組合體控制任務(wù)、應(yīng)用實驗任務(wù)兩個功能。實驗1、2先后發(fā)射，具備獨立飛行功能，與核心艙對接后形成組合體，可開展長期在軌駐留的空間應(yīng)用和新技術(shù)試驗，并對核心艙平臺功能予以備份和增強。

空間站為空間科研應(yīng)用做了全面和充分的準(zhǔn)備。核心艙和兩個實驗艙內(nèi)都配備了通用機柜。包括16個專用科學(xué)實驗柜以及7個實驗機柜的空置空間。這些試驗設(shè)施將用于開展航天醫(yī)學(xué)和生命科學(xué)、微重力基礎(chǔ)物理和流體物理，以及空間材料科學(xué)和航天新技術(shù)等多個學(xué)科的數(shù)百項空間科學(xué)和應(yīng)用實驗項目。兩個實驗艙還配備了艙外暴露試驗平臺，平臺上裝有標(biāo)準(zhǔn)載荷適配器，用于開展天文和地球觀測，以及空間材料科學(xué)和生物科學(xué)在內(nèi)的多種試驗。核心艙配備了一個大型載荷掛點，掛載總量可達500千克，實驗艙1/問天號有一個大型載荷掛點和一個擴展實驗平臺掛點，載荷總總量可達2噸，用于安裝大型非標(biāo)準(zhǔn)艙外暴露載荷。

核心艙和實驗艙1還各配備了一套機械臂，用于更好的支持艙外載荷的安裝和試驗。天和號空間站上裝有高能宇宙輻射探測設(shè)施（HERD），它不僅具有更高的分辨能力，可以通過觀測高能電子和伽瑪射線能譜及其空間分布，探測并研究暗物質(zhì)粒子的物理性質(zhì)，而且觀測能量段延伸到PeV量級，有望用于研究銀河系宇宙射線的起源問題?？臻g站工程還包括一個獨立發(fā)射和飛行的“巡天號”光學(xué)艙，這個獨立自由飛行平臺裝有一個2米口徑的大型望遠(yuǎn)鏡用于巡天觀測，以暗能量為主要科學(xué)目標(biāo)。

“天舟”貨運飛船采用模塊化設(shè)計，具有全密封貨艙、半密封/半開放貨艙、全開放貨艙三種構(gòu)型，可以把不同的載荷包括小型艙段運輸上去，由航天員和機械臂將其裝配到空間站上，最大直徑約3.35米，發(fā)射質(zhì)量不大于13噸?！疤熘邸笔俏ㄒ粨碛写筝d荷的運輸能力又能進行太空補加的貨運飛船，載重量在6噸左右，與歐洲ATV系列貨運飛船和日本HTV系列貨運飛船的載重量基本相當(dāng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于前蘇聯(lián)“聯(lián)盟號”飛船載重量及其改裝型“進步號”貨運飛船載（約2.5噸）。作為空間站的地面后勤保障系統(tǒng)，貨運飛船的作用是為未來空間站補給燃料、食物等物品，提供能源動力及后勤保障。它的主要任務(wù)包括：補給空間站的推進劑消耗，空氣泄漏，運送空間站維修和更換設(shè)備，延長空間站的在軌飛行壽命；運送 航天員工作和生活用品，保障空間站航天員在軌中長期駐留和工作；運送空間科學(xué)實驗設(shè)備和用品，支持和保障空間站具備開展較大規(guī)?？臻g科學(xué)實驗與應(yīng)用的條件。

未來艙段是中國空間站具備擴展能力的預(yù)設(shè)艙。在運營階段，將可以根據(jù)科學(xué)研究的需要增加新的艙段，提供規(guī)模擴展和應(yīng)用能力拓展。

我國在載人空間站建設(shè)方面，研發(fā)和建設(shè)遵循規(guī)模適度原則，有利于控制工程的成本，重點突出載人航天的特色，突出發(fā)揮“人在太空”中的作用，以“由小艙到大艙，由單艙到三艙”為技術(shù)路線， 穩(wěn)步前進。

為使載人航天發(fā)展成果全面惠及經(jīng)濟社會，不斷提升載人航天工程的綜合效益，中國空間站在軌運營階段，將充分吸納商業(yè)力量，開展商業(yè)化應(yīng)用活動，進一步開放近地軌道空間站設(shè)施，促進形成產(chǎn)業(yè)化的太空經(jīng)濟。

我國空間站、載人登月及其前沿科學(xué)探索、太空技術(shù)研究、太空資源的開發(fā)和利用以及太空技術(shù)合作、國際交流與合作勢必將創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟社會效益，進一步促進和帶動我國經(jīng)濟發(fā)展，并給人民群眾的生活帶來巨大的變化。

今天，隨著“天和”核心艙的成功發(fā)射，無數(shù)航天人夙夜奮戰(zhàn)、默默堅守的中國載人空間站工程拉開建設(shè)大幕，他們是偉大的中國航天人。此刻，一首《問天》的歌詞最能表達這種致敬偉大事業(yè)、致敬偉大航天人的澎湃心情：

嫦娥奔月的浪漫，敦煌飛天的夙愿，

這場夢追逐千年，期盼早日攬月九天。

多少年求索與輾轉(zhuǎn)，化作巨龍騰飛的烈焰，

多少人苦苦登攀，匯成出征太空的起點，

問天，天路遙遠(yuǎn)，浩瀚星空燦爛，是你我守望和平的前沿。

問天，天路漫漫，夢想就在心間，燃燒著祖國崛起的信念。

寫在最后

本著“人類命運共同體”的理念，我國空間站還將打造成為面向國際社會的、開放的科技合作交流平臺，將采用政府間合作、商業(yè)合作等多種模式，在空間站建造和運營技術(shù)、空間科學(xué)與應(yīng)用、航天員選拔訓(xùn)練、載人航天高技術(shù)成果轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域，廣泛開展務(wù)實合作，五星紅旗在璀璨星河熠熠生輝，中國空間站必然成為造福全人類的太空實驗室。




本文在梳理中，參考了互聯(lián)網(wǎng)公開的多種資料，特別在此致以感謝。

本文作者:本站四劍客之郭浩然博士。