中国空间站的设计寿命有多长？29日，航天科技集团五院空间站系统副总设计师侯永青告诉记者：“中国空间站设计在轨飞行10年，具备延寿到15年的能力。为了保证空间站在轨不小于15年长寿命要求，我们从设计伊始，就开展了长寿命、可靠性、维修性、安全性一体化设计。具体来讲，就是以系统和产品的长寿命和固有可靠性设计为基础，配合开展系统和产品在轨故障诊断、处置预案设计、维修性设计，以实现长寿命、可靠性的既定目标。”
“强身健体”，应对“空间碎片”等威胁
空间站在太空中安家后，将面对来自宇宙的各种威胁和挑战，比如，原子氧、紫外辐照、真空、温度交变、空间碎片以及微重力等等，这些危险元素可能会造成空间站的材料性能衰退，或者诱发故障，从而制约舱外电缆、表面涂层、光学镜头等产品和设备的使用寿命。
“影响‘天和’核心舱舱体主结构长寿命的因素主要有疲劳损伤、意外损伤和腐蚀三种模式。”五院空间站系统总体主管设计师夏乔丽说。疲劳损伤和腐蚀都不难理解，意外损伤则是指空间站在轨运行后，在微流星、空间碎片撞击等意外损伤的条件下，有可能会出现较大的裂纹，从而引起舱体泄露、舱体开窗、撕裂等灾难性事故。
为了最大限度的减少损坏和伤害，五院设计团队想方设法让空间站变得更结实、更强壮。“在天和核心舱主结构设计时， 我们从抗腐蚀、抗疲劳、抗断裂三个维度进行了综合分析和评价，从材料选择、结构设计、构型、参数设计等方面进行了科学优化的设计，并从材料到构件到舱段都进行了仿真验证，以确保长寿命。”五院空间站系统结构分系统主任设计师施丽铭介绍说。此外，针对长寿命问题，结构研制团队还创新设计了健康监测子系统。这个新增的子系统就像体检医生一样，能够在轨对承受的载荷以及自身的结构状态进行实时监测，也能够对空间碎片等“飞来横祸”进行监测、定位和报警，一旦有发现有空间碎片撞击上来，能迅速及时地报警，第一时间通知地面和航天员，立即处理。它还能对舱内的压力情况进行监测，根据不同的压力指标进行分级报警。
“为了应对空间碎片等‘劲敌’的攻击，‘天和’核心舱热控分系统针对长寿命可靠性问题，开展了健壮性设计，为空间站安装了两条相当于‘大动脉’的管子——热管辐射器，以便减少流体管在外暴露的面积，大大降低被空间碎片击穿的风险。”该院庞丹向记者介绍说。
超长陪伴，确保空间站“耳聪目明”
5G的通信速率够快了吧？从“天和”核心舱发往地面的速率相当于地面5G通信速率的几十倍！这是记者没有想到的。
为了确保“天和”核心舱与地面通信的实时畅通，空间站“天和”核心舱安装了航天科技集团五院研制的第三代中继终端产品。该中继终端能通过中继卫星建立空间站与地面的通信链路，承担着航天员与地面语音、视频、电子邮件，科学实验数据下传以及整舱遥测传输的功能，保障地面与空间站的联络畅通无阻。可以说，有了中继终端这个“太空伴侣”的陪伴，未来航天员在遥远的太空将不再寂寞。
为了保证在轨15年的使用寿命，除可靠性要求高，还需要具备在轨可维修性。因此，空间站中继终端采用了集成化、模块化的设计思路，在保证传输信号质量的同时，方便航天员维修更换。在本次任务中，大幅减少了中继终端设备体积和重量，简化系统组成，并且首次设计了中继终端在轨自主运行功能，大大降低了空间站长期运营期间地面管控压力。
轨道维持，电推进更精准省劲
我国航天器上首次有了电推进的身影，这是中国空间站的又一项创新。“天和”核心舱推进系统除了配备4台轨控发动机、22台姿控发动机这些航天飞行中常用的常规动力以外，还额外配置了四台霍尔电推进发动机，首次将电推进动力应用到航天器上。
常规动力的轨控发动机推力比电推进发动机的推力大，空间站为什么还要用上电推进发动机呢？航天科技集团六院的朱怡蓝告诉记者，这是因为空间站在围绕地球运转的过程中，会因为地球引力影响轨道高度，需要发动机消耗额外推进剂来抬升轨道。
而霍尔电推进系统虽然推力小，但具有精确调整、工作时间长的优点，可以在不消耗推进剂的情况下“细水长流”地发挥作用，辅助空间站抵抗空间站长期运行带来的轨道衰减，维持在原定轨道上正常运转。可有效节省核心舱自带推进剂的消耗，保证推进剂的合理充分利用。
航天科技集团六院801所于1994年在国内率先开展霍尔电推进技术和应用研究的攻关，研制了我国首台霍尔推力器、首台多模式霍尔推力器、首套霍尔电推进系统，使我国成为继俄、美、欧之后掌握霍尔电推进技术的国家。并于2020年成功完成我国首款20千瓦大功率霍尔推力器点火试验，其成功研发实现了我国霍尔电推力从毫牛级向牛级的跨越。