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“天宫一号”由运载能力更强大的“长征二号F”改进型火箭（“长征二号FT 1”）负责送上太空。2011年9月29日，“天宫一号”从酒泉卫星发射中心成功升空。随后，11月1日，“神舟八号”无人飞船也成功升空。11月3日凌晨，“神舟八号”进入轨道，与“天宫一号”的距离一步步缩小，直至完美对接，形成组合体。这是我国首次实现空间飞行器自动交会对接，标志着我国空间交会对接技术取得重大突破。
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2012年6月16日，“神舟九号”搭载着三名航天员成功升空。在载人状态下，“神舟九号”先是在6月18日与“天宫一号”实现自动交会对接，之后与“天宫一号”分离。6月24日，航天员刘旺操控飞船与“天宫一号”进行对接，实现首次手控交会对接。
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无人状态下的自动交会对接，载人状态下的自动交会对接，以及载人状态下的手控交会对接，这三次“花式对接”意味着我国完整掌握了空间交会对接技术。
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工作人员调试“天宫一号”/摄影 宿东
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搭载“天舟二号”货运飞船的“长征七号遥三”运载火箭 /摄影 史悦
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“天舟”系列货运飞船主要用于为我国空间站提供补给。“天舟二号”货运飞船采用两舱构型，由全密封货物舱和推进舱组合而成，总长10.6米。目前世界上运载能力超过5吨的现役货运飞船只有两型，“天舟”货运飞船就是其中之一，运载能力处于国际领先水平。
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到2013年，“神舟十号”升空，再次与“天宫一号”对接。成熟的技术让中国航天人更加自信，他们利用发达的天地通信网络开展了首次实时“太空授课”。
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在完成任务并超期服役多年后，“天宫一号”在2016年正式终止数据服务，并在两年后的2018年离轨，陨落至南太平洋，终结了光荣的一生。它的升级版“天宫二号”在2016年9月发射升空，10月，“神舟十一号”发射升空，两名航天员通过飞船进入“天宫二号”，在其中驻留长达30天。
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为了实现航天员更长时间的驻留，维持空间站的长时间运行，除了载人的神舟飞船，我们还需要负责载货的“太空货车”，这就是“天舟”飞船。
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“天舟”的起飞质量为近13吨，新一代运载火箭“长征七号”承担起发射任务。2017年4月20日，“天舟一号”在新建成的海南文昌航天发射场成功发射。低纬度的海南文昌更利于借助地球自转提升运载效率。2017年4月22日，“天舟一号”与“天宫二号”自动对接成功，开始多次向后者补加推进剂，实现了“太空快递”的使命。
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至此，从“神舟一号”到“神舟十一号”，从“天宫一号”到“天宫二号”，再到“天舟一号”，我国的载人航天家族逐渐壮大。预演已经完成，只待真正的空间站登场。
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肆 天宫登场
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2021年4月29日，中国“天宫”空间站的首个模块——“天和”核心舱发射成功。这标志着中国空间站在轨组装建造全面展开，中国正式进入空间站时代。
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“天和”核心舱全长16.6米，最大直径4.2米，内部可供航天员活动的空间高达50立方米，是“天宫一号”的3倍之多。其发射质量达22.5吨，由“长征五号B”运载火箭发射升空，是目前中国最大、最复杂的航天器，也将是“天宫”空间站的管理和控制中心。
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以“天和”核心舱为中心，“天宫”空间站的后端用来对接货运飞船，前端设置节点舱，并通过机械臂，在节点舱的左右两侧，对接“梦天”与“问天”两座实验舱。而节点舱的前端和底部可对接载人飞船，顶部则用于航天员出舱。最终如同搭积木一般，形成T字构型。预计在2022年，太空中将完整呈现出这个T字构型的空间站。
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“天宫”空间站的外部由铝合金缓冲屏和各类纤维填充层层层保护，可以削减撞击物带来的损伤。而在它的内部，氧气、二氧化碳、饮用水、尿液和推进剂之间更能实现循环转化，为航天员提供安全、长期的生存环境。
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尽管“天宫”空间站的最大重量不到国际空间站的一半，但它却拥有更高的空间利用效率和供电效率。更具创新性的是，它将与一座搭载空间望远镜的“巡天号”光学舱共轨飞行。这座口径达2米的望远镜，不仅拥有媲美哈勃望远镜的分辨率，更有超过其300倍的视野范围，既能“巡天”又能“查地”。需要的时候，光学舱还能与空间站组合对接，方便其维护和修理。更重要的是，“天宫”空间站将面向联合国所有会员国开放合作。通过增加1个核心舱、2个实验舱，最终可扩展为一个庞大的干字构型。
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如果国际空间站（最早2024年）停止运行，中国“天宫”空间站就将成为太空中唯一运行的空间站，人类的载人航天史也将正式进入“天宫时代”。
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“天和”核心舱在做振动试验/摄影 南勇