飞天圆梦丨创新+匠心，中国空间站将总体设计之杰作写入太空(神舟十二号飞天和空间站对接)

“必须独立自主，靠中国人自己的力量建成空间站！”五院空间站系统总设计师杨宏坚定地认为，“要依靠自立自强打破封锁，通过增强顶层设计，瞄准前沿系统谋划，提出适合我国国情的组装建造方案。”他带领五院总体设计团队，秉持“1 N=1”的设计理念，以“规模适度、留有发展空间”为设计思路，踏上了巧思释放、活力涌流的设计之旅。最终，他们创造性地提出“利用舱段交会对接和转位机械臂进行平面转位、研制大型组合机械臂并与航天员协同进行舱外大型设施构建”方案。这一独具中国特色的总体设计方案，可以使我国在没有航天飞机等大型运输工具的情况下，完成积木加桁架混合构型的大型空间站在轨组装建造。

从理想走向现实，需要以科学、统一的技术体制来有力地组织。于是，“一个系统总体、三个舱段总体加上一套专业分系统团队”的工程组织架构如宏伟的建筑拔地而起，撑起了“整体统一”的管理，使天和、问天、梦天三个舱段的通用化率达80%，促进了系统方案优化。系统设计与工程管理深度融合，相得益彰。

蓝图绘就，稳步铺展。在天和与问天组合形成“L”字形后，梦天的就位，使三舱构成一个可靠的“T”字形“核心组合体”，成为空间站的基本部分，将为巡天光学舱等后续扩展舱段奠定坚实的基础。未来，还能够在机械臂的辅助下进行扩展舱段的组装，形成“十”字形、 “干”字形等扩展构型，可谓千变万化。“然而，变化的过程和结果都来自设计，万变而不离其宗。”王翔总指挥说。

天地人和融为一

源自总体设计的整体观

天地人并生，万物合为一。古人讲求“天地人和”，把整个宇宙看做一个大系统。这样穿越时空的智慧，在空间站系统的总体设计中体现得淋漓尽致。从全局谋划一域，以一域服务全局——通过在众多约束条件下创造最大价值的总体设计，天、地、人三大要素交相辉映，融为相互联系、相辅相成的有机整体。

先看天上。组成空间站的各个舱段和来访的飞船都是独立的飞行器，对接后形成组合体，以“最强大脑”对整个空间站进行统一控制和管理，保证各舱段和飞行器动作协调，资源统一优化使用。为了真正合而为一，除了在结构上完成交会对接，还要让信息系统和能源系统相互联接，确保动态并网、能力共享，“神经”和“血液”畅通无阻。此外，通过热控流体回路，热量也实现了跨舱传输、相互兼容。三舱互联互通，且具备跨航天器的系统重构能力，整体性能大幅超越了各航天器功能的简单集合，这在国际上尚无人做到。而这也刻印着总体设计人员仰望苍穹、匠心闪烁、接续奋斗的身影。

在地面，五院建设了一个与“天宫”等比例的物理空间站，并采用数字孪生技术创建了数字空间站，共同形成了“天-地-数字”三站协同的新型运行模式，用飞行数据实时驱动并开展在轨状态预测、趋势评估，以扎实的基础能力做到一路护航。五院还抽调骨干成立了一支飞控队伍，从天和核心舱发射前夕开始，他们就一直坚持三班倒、连轴转的“空间站作息”，24小时不停地监控天上的状态，一丝不苟、默默守护。一年多来，这支队伍经受住了各种复杂在轨构型和各类任务的重重考验，已身经百战，具备了过硬的本领，将为后续长期在轨运营任务提供可靠支撑。

人，是空间站系统里具有决定性的要素。不论是最开始设计空间站，还是每次任务全过程，五院设计团队都会和航天员进行充分的沟通，将以人为本的理念贯彻到底。一方面，从航天员的需求出发，通过设计不断提升舒适性和便利性，打造一个让航天员身体健康、心情愉悦的太空之家。干净整洁的舱内环境、扫码识别的物资管理系统、天地双向视频、智能厨房等等，都蕴藏着设计师们的精巧构思和大量心血。另一方面，确保航天员的安全是首要任务，在设计之初就要系统地将安全性、可靠性考虑充分。航天英雄杨利伟在首次飞天前对总体设计人员说“我信任你们”，这句话在五院人看来既是最棒的肯定，也是最重的责任。“人为天地客”，在中国空间站工程中，天地人实现了和谐共处、相互成就。