本文作者：中國載人航天工程空間站系統(tǒng)總指揮王翔

　　1+1=？這是個數(shù)學問題，也可能成為哲學或文學問題。不同的語境下，它的答案是不一樣的。

　　正在太空中組裝建造的中國空間站，給出了自己的答案：

　　系統(tǒng)的各部分各自獨立，組成系統(tǒng)時又相互聯(lián)系、相互作用，有機地形成一個整體。

　　來自系統(tǒng)科學的這一思想，在中國空間站的設(shè)計中再次得到宏觀表達：

　　枝葉新發(fā)，仍是樹木一棵；

　　溪流蔓生，成就大河湯湯。

　　中國空間技術(shù)的重要開創(chuàng)者、“兩彈一星”元勛王希季先生將此復雜精密的過程言簡意賅地概括為“1+1=1”，并將其明確為突破、掌握載人航天器交會對接技術(shù)的標志之一。

　　?人類航天器：對接融合的多維度觀察

　　?

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　　1975年，阿波羅18號飛船和聯(lián)盟19號飛船對接成功，在1天 23小時的飛行后，二者隨后各自返回地球。在打開艙門的那一刻，蘇聯(lián)宇航員阿列克謝·列昂諾夫與美國宇航員托馬斯·斯坦福德緊握雙手，這是人類歷史上最偉大的時刻之一。

　　信息系統(tǒng)的“1+1”。

　　俄羅斯電影《太空救援》

　　熱控流體回路的“1+1”。

　　美蘇ASTP計劃的簽約現(xiàn)場

　　推進系統(tǒng)的“1+1”。

　　天宮空間站：我們怎樣在天上搭積木？

　　我國“天宮”空間站的三艙T字基本構(gòu)型，大家應該很熟悉了。把它轉(zhuǎn)化為公式，天宮空間站的系統(tǒng)設(shè)計為：

　　。等式右側(cè)的“1”是一個完整系統(tǒng)，具備完整的功能、性能及系統(tǒng)冗余配置，所有的系統(tǒng)設(shè)計被分配至左側(cè)的三個“1”實現(xiàn)，而這三個“1”又分別是獨立的飛行器。這四個“1”，是同步設(shè)計出來的。

　　左側(cè)的三個“1”中，核心艙為組合體的管理中心。但與和平號及國際空間站不同的是，天宮并非直接以核心艙為基礎(chǔ)擴展若干艙段，而是在核心艙上組裝兩個實驗艙后構(gòu)成一個更加完整和可靠的T字形“核心組合體”。在官方發(fā)布的空間站任務(wù)規(guī)劃中，此三艙的組裝任務(wù)被稱為“空間站建造階段”，正是說明了三艙作為空間站基本部分為后續(xù)擴展艙段奠定基礎(chǔ)的地位。

　　和平號空間站和國際空間站，都是以核心艙的單艙為基礎(chǔ)進行拓展。其中，作為第一個以搭積木方式組建的多艙段空間站，和平號的整體功能隨著艙段的增加而不斷拼接完整；國際空間站則是在航天飛機支持下采用桁架結(jié)構(gòu)，因而具有規(guī)模擴展性好的優(yōu)勢。

　　而中國空間站在采用新技術(shù)多維度實現(xiàn)“1+1=1”的基礎(chǔ)上加強系統(tǒng)集成，獨創(chuàng)性地一體化設(shè)計出整站三艙，爾后再開枝散葉地繼續(xù)生長。三艙以“1+1+1=1”的方式構(gòu)建了一個“組合體核心”、或者說強化版核心，作為“最強大腦”對整個空間站進行統(tǒng)一管理，保證各艙段、飛行器動作協(xié)調(diào)，并且在通過信息和能源網(wǎng)絡(luò)并網(wǎng)實現(xiàn)系統(tǒng)重構(gòu)后，正常情況下能實現(xiàn)資源的統(tǒng)一優(yōu)化使用，故障情況下則有了更多的系統(tǒng)冗余。

　　這樣的總體設(shè)計，是對歷史上航天器系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展，更充分體現(xiàn)了我國空間站建設(shè)“在規(guī)模適度條件下追求高效率”的目標，具有極高的資源利用效率和較強的系統(tǒng)冗余度。

　　從天宮構(gòu)型來看，

　　從信息系統(tǒng)能力來看，

　　此外，從天舟貨運飛船的任務(wù)規(guī)劃來看，貨運飛船不僅要配合進行推進劑補給，而且必須在對接期間以自身發(fā)動機提供組合體的變軌動力——

　　這又能給核心艙或“核心組合體”加上一個“1”。

　　與之相比，“1+1=1”的思想貫穿于我國空間站設(shè)計的方方面面，從技術(shù)到管理都絕不會允許出現(xiàn)國際空間站上述系統(tǒng)不兼容的問題。

　　比如，三艙并非同步研制且核心艙先于實驗艙一年發(fā)射，這樣的安排能夠使空間站的建造更加穩(wěn)妥，但也帶來了三艙系統(tǒng)設(shè)計與集成驗證的難度；作為第一個“1”，核心艙既要能獨立以單艙空間站模式運行，又要作為樞紐將兩個實驗艙多維度融合，要求其功能必須最完整，系統(tǒng)能力最強；兩個實驗艙必須以完好的功能性能構(gòu)成完整的T形“核心組合體”，無形中又對實驗艙發(fā)射、交會對接、以及轉(zhuǎn)位任務(wù)實施的可靠性提高了要求。

　　本文轉(zhuǎn)自中國航天報