从神舟一号无人试验飞船的横空出世，到神舟五号、六号、七号载人飞船实现中华民族的千年飞天梦想，再到2011年9月29日21时16分，长征二号FT1运载火箭托举着天宫一号直冲太空，中国人的问天之旅不断开启新的征程。
天宫一号发射后，不仅将与神舟八号进行交会对接，此后还会相继与神舟九号、十号完成交会对接。对于该交会对接，天宫一号的技术负责人杨宏评价称，“首次交会对接任务的成功，将意味着继美、俄之后，中国成为第三个独立掌握交会对接技术的国家，这将为中国今后开展更大规模的空间探索、建造中国载人空间站奠定扎实的技术基础。”
1992年，中国确立了载人航天三步走的发展战略。杨宏介绍说，此前的10多年间，神舟系列飞船的成功发射，为载人航天工程的发展积累了丰富经验：神舟一号到神舟六号的成功发射，实现了第一步“发射载人飞船”的发展战略；神舟七号实现了航天员出舱活动的技术突破，拉开了第二步“空间实验室阶段”的序幕。天宫一号的交会对接任务，是中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。
与神舟七号一样，托举天宫一号一飞冲天的，依旧是长征二号F运载火箭。然而，与3年前的长征二号F运载火箭相比，这次发射天宫一号的长征二号F运载火箭在外形、技术状态、相关参数、内部结构上都有变化。“针对天宫与神舟的不同状态，火箭进行了170多项变化。”运载火箭系统副总设计师张智说，“这样规模的变化，相当于研制一枚全新火箭。”因此，这枚火箭被称为长征二号FT1。
据运载火箭系统总设计师荆木春介绍，为了适应天宫飞行器较大的容积，火箭采用了新的整流罩，此前发射神舟七号的长征二号F运载火箭的整流罩长10.7米，最大直径为3.8米，而长征二号FT1运载火箭整流罩的长度为12.7米，最大直径为4.2米。火箭整流罩还采用了技术上更先进的冯·卡门曲线头椎。“这种曲线设计可以减少空气中的阻力，适应火箭在大气中的飞行，外形看起来也更漂亮。”荆木春说。
除此之外，火箭的运载能力也进一步增加。为了能够承载更多推进剂，火箭助推器的形状由椭球型改成锥形。“这样做使火箭的运载能力提高了100多公斤。”张智表示，运载能力的增加对载人航天工程有着不小的贡献。
值得一提的是，改进后的长征二号FT1火箭入轨精度比过去有很大提高。“我们在控制上采取了很多措施，采用了惯性测量组合，有效提高了入轨精度。”荆木春说。
运载火箭的技术状态更改，也对发射场提出了50余项新增的技术需求。“我们在原有发射载人飞船火箭的基础上，适应发射天宫一号的要求，进行了100多项技术状态更改。”发射场系统总指挥、酒泉卫星发射中心主任崔吉俊说。
“与神舟飞船相比，天宫一号实验舱里的空间要大许多，达到了15立方米。”空间实验室系统副总设计师白明生说，作为中国目前研制的最大的载人航天器，天宫一号为航天员提供了更为宽敞的工作生活空间。
“如果说神舟飞船里面的空间是温饱水平的话，那么天宫一号里面的空间就达到了小康水平。”白明生用形象的比喻说明这种变化。
天宫一号采取了多项人性化设计，为航天员提供舒适的载人环境。
杨宏介绍，实验舱内的照明、睡眠区、空气成分都有良好的控制。舱内设立了两个相对独立的睡眠区，拉上帘后，两个区域相对封闭，为航天员提供了隐私环境。航天员可以在里面睡觉，也可以看书听音乐。
此外，舱内还设置了健身器材，用于锻炼航天员的下肢机能。针对失重状态中血液上涌给身体带来的不适，舱内特别增加了“下体负压桶”，人站进抽出气体的这种桶里后，可以引导血液下行。
“载人航天的理念就是以人为本，天宫一号的每一处设计，都考虑到航天员的需求。”白明生说。为了给航天员的太空之旅增加乐趣，天宫一号内还设置了人性化的个人娱乐设施，航天员可以使用笔记本电脑收发邮件，利用可视电话与亲友同事进行交流，可以实现天地间多种形式的沟通。2008年，中国首颗数据中继卫星成功发射升空。中继卫星的加入，使天宫一号的测控覆盖率提升至70%左右。“直观地说，就是我们能看到的天宫一号的转播时间更长，天宫一号绕地球一圈的时间是1个半小时，我们可以观测到它的时间是1个小时左右。”测控通信系统副总设计师麻永平介绍。
测控覆盖率的提升，对降低飞行器运行风险、提高地面测控指挥决策效率，尤其是在飞行器出现异常情况下及时实施故障分析和太空抢救具有重要意义。然而，70%的覆盖率，并不是中国航天人的最终目标。“在不断完善陆基和海基测控网的情况下，我们未来还要继续发射中继卫星，实现通过中继卫星进行全部覆盖。”
从神舟一号开始，中国已经在太空开展了百余项太空科学试验。利用太空的独特微重力、真实环境和有利的高度，开展地面无法进行的空间试验研究，从而为人类造福，已成为人类目前载人航天活动的主要目的。天宫一号的建成，真正将科学实验室“搬”到天上。
“以前在神舟飞船上进行的太空科学试验是短期的、探索性的，因为飞船在天上的时间很短，加上飞船空间有限，很难开展长期的、有很强应用价值的试验。”空间应用系统副总设计师张善从说。在轨寿命长达两年的天宫一号安排了地球环境监测、空间材料科学、空间环境探测3个方面的空间科学试验，试验过程贯穿天宫运行始终，所得数据将提供给各个科研单位开展应用研究。这一次，中国探索太空的脚步，走得更远、更深入。
看起来遥不可及的太空科学试验，实际上与百姓生活紧密相连。张善从说：“天宫一号上安置了高光谱成像仪，如果试验成功，以后我们再去看哪个地方有污染，就不需要通过抽样检查或者跑到市场里面去检查了，而是通过遥感手段就能探测到。合理利用太空，必将不断改变人类生活。这也是探索太空的魅力所在。”
与中国此前发射的航天器不同，天宫一号不再是一叶孤舟，它安装了几个对接口，入轨后将等待一个月后发射的神舟八号无人飞船，在地面人员控制下首次进行空间交会对接。今后两年内，中国还将发射神舟九号以及搭载宇航员的神舟十号，再与天宫一号对接，组装成一个能容纳三名宇航员工作和生活的空间站雏形。这将使中国成为继美、俄之后第三个掌握空间交会对接技术的国家。可以在地球轨道上长期滞留工作的空间站，对于探索宇宙奥秘、造福人类有着重要意义。
总长10.4米、最大直径3.35米的天宫一号是一个两节结构的圆筒形太空舱，内有一个约15立方米的活动空间。舱内安装了太空长期生活所需要的食宿、锻炼、娱乐等设施。张善从透露，天宫一号携带了高光谱相机，在轨期间将开展多项空间科学研究，包括探测中国农作物中重金属的含量分布、农药残留和病虫害。
此外，科学家还将利用天宫一号提供的微重力环境进行光子晶体试验。光子晶体是可能替代半导体器件并引发信息技术革命的一种新材料，在地球引力影响下，光子晶体很难进行大尺度试验。
“在航天科技和太空探索方面的投入表明，中国正在成为一个世界强国。这是它不断增长的政治和经济影响力的必然结果。”美国布鲁金斯学会资深战略专家彼得·辛格博士接受新华社记者邮件采访时说。
载人航天工程总设计师周建平说：“空间站可以提供地球上不具备的微重力环境研究和开发平台。中国开展载人航天，建立空间站，目的是和平开发太空资源，让太空资源为人类服务。中华民族自古以来爱好和平。中国空间站要成为世界科学发展进步的平台，为人类太空探索作出贡献。”
中国多次表示，希望与国际社会合作，共同开发太空。迄今，中国长征系列火箭已将美国、澳大利亚、巴基斯坦等国的20多颗卫星送入太空。中国的一名年轻志愿者正在参与一项多国科学家合作进行的人类首次登陆火星模拟实验。“天宫一号”发射升空段的23分钟成功轨迹
北京时间21时39分，中国载人航天工程总指挥常万全宣布：中国首个目标飞行器“天宫一号”发射成功。胡锦涛等领导人与北京航天飞行控制中心工作人员亲切握手，热烈祝贺天宫一号目标飞行器发射成功；温家宝、贺国强等领导人在酒泉与现场参试人员握手，祝贺发射成功。
“天宫一号”从发射升空到入轨阶段的23分钟过程回放：
21时16分，天宫一号升空。
21时17分，火箭向东稍偏南的方向实施程序拐弯。此时，火箭距地面高度为211米。
21时19分，火箭助推器分离。
21时19分，火箭一二级分离成功，一级坠落。此时，火箭已经飞过了平流层和中间层，正在接近大气层边缘。
21时19分，火箭整流罩分离。
21时24分，火箭二级发动机主机关机，器箭组合体继续向前滑行。
21时26分， 火箭二级发动机游机关机。
21时26分，天宫一号与火箭在高度约200公里处成功分离。
21时29分，太阳能帆板正常打开。
21时36分，天宫一号入轨后状态正常。
21时39分，载人航天工程总指挥常万全宣布：天宫一号发射成功。
至此，中国载人航天工程首次空间交会对接任务正式开始实施。
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