Estación espacial Tiangong - Tiangong space station
 Una representación de la estación espacial.
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| Estadísticas de la estación | |
|---|---|
| Tripulación | 3-6 |
| Lanzamiento | 29 de abril de 2021 ( Tianhe ) 2022 ( Wentian y Mengtian ) |
| Masa | 66.000 kilogramos |
| Largo | ~ 20,00 m |
| Diámetro | ~ 3,00 m |
La Estación Espacial Tiangong (en chino : 天宫 ; pinyin : Tiāngōng ; literalmente, 'Palacio Celestial'), ( TSS ) o la gran estación espacial modular china es una estación espacial planificada para ser colocada en órbita terrestre baja entre 340 y 450 km (210– 280 millas) sobre la superficie. La Estación Espacial Tiangong tendrá aproximadamente una quinta parte de la masa de la Estación Espacial Internacional y aproximadamente el tamaño de la estación espacial rusa Mir fuera de servicio. Se espera que el Tiangong tenga una masa entre 80 y 100 t (180.000 y 220.000 libras). Las operaciones se controlarán desde el Centro de Comando y Control Aeroespacial de Beijing en China . El módulo principal, Tianhe ("Armonía de los cielos"), se lanzó el 29 de abril de 2021.
Descripción general
La construcción de la estación manifestará la tercera fase del programa Tiangong . Se basa en la experiencia adquirida con sus precursores, Tiangong-1 y Tiangong-2 . Los líderes chinos esperan que la investigación realizada en la estación mejore la capacidad de los investigadores para realizar experimentos científicos en el espacio, más allá de la duración ofrecida por los laboratorios espaciales existentes en China.
Origen del nombre
Deng Xiaoping decidió que los nombres utilizados en el programa espacial, previamente todos elegidos de la historia revolucionaria de la República Popular China , serían reemplazados por nombres místico-religiosos. Por lo tanto, los nuevos vehículos de lanzamiento de la Gran Marcha pasaron a llamarse Flecha Divina (神箭), Nave Divina de la cápsula espacial (神舟), Dragón Divino del transbordador espacial (神龙), Luz Divina láser de alta potencia terrestre (神光) y Poder Divino de la supercomputadora. (神威).
Estos nombres poéticos continúan ya que la primera , segunda , tercera , cuarta y quinta sondas lunares chinas se llaman Chang'e en honor a la diosa de la Luna. El nombre "Tiangong" significa "palacio celestial". En toda la República Popular China, el lanzamiento de Tiangong 1 inspiró una variedad de sentimientos, incluida la poesía de amor. Dentro de la República Popular China, el encuentro de los vehículos espaciales se compara con el reencuentro del pastor y la tejedora .
Wang Wenbao, director del CMSE, dijo en una conferencia de prensa en 2011: "Teniendo en cuenta los logros pasados y el futuro brillante, creemos que el programa espacial tripulado debería tener un símbolo más vívido y que la futura estación espacial debería llevar un nombre rotundo y alentador. Ahora creemos que el público debe participar en los nombres y símbolos, ya que este gran proyecto mejorará el prestigio nacional y fortalecerá el sentido nacional de cohesión y orgullo ". El Partido (gobierno) ha utilizado imágenes del programa espacial chino para fortalecer su posición y promover el patriotismo desde finales de la década de 1950 y principios de la de 1960.
El 31 de octubre de 2013, China Manned Space Engineering anunció los nuevos nombres para todo el programa:
- Los laboratorios espaciales precursor serían llamados Tiangong ( chino simplificado : 天 宫 ; chino tradicional : 天宮 ; pinyin : Tiān Gōng ; lit. 'palacio celeste'), código de TG . Tiangong-1 se lanzó en 2011. Tiangong-2 se lanzó en 2016.
- La gran estación espacial modular también se llamaría Tiangong , sin número.
- La nave espacial de transporte de carga se llamaría Tianzhou ( chino : 天 舟 ; pinyin : Tiān Zhōu ; literalmente, 'Barco celestial'), código TZ . La primera misión de Tianzhou se lanzó y desorbitó con éxito en 2017. La primera misión a la estación espacial, Tianzhou-2 , está programada para volar en mayo de 2021.
- El Módulo Central de la Estación Espacial Modular se llamaría Tianhe ( chino : 天和 ; pinyin : Tiān Hé ; literalmente, 'Armonía de los Cielos'), código TH . Tianhe se lanzó con éxito el 29 de abril de 2021.
- El Módulo Experimental de la Estación Espacial Modular I se llamaría Wentian ( chino simplificado : 问 天 ; chino tradicional : 問 天 ; pinyin : Wèn Tiān ; lit. 'Quest for Heavens'), código WT . Lanzamiento previsto para 2022.
- El Módulo II del Experimento de la Estación Espacial Modular se llamaría Mengtian ( chino simplificado : 梦 天 ; chino tradicional : 夢 天 ; pinyin : Mèng Tiān ; literalmente, 'Dreaming of Heavens'), código MT . Lanzamiento previsto para 2022.
- El módulo del telescopio espacial separado se llamaría Xuntian ( chino : 巡天 ; pinyin : Xún Tiān ; lit. 'Touring the Heavens'), código XT (telescopio), recibiendo el nombre previamente previsto para el Experiment Module II.
Estructura
La estación espacial será una estación espacial modular de tercera generación . Las estaciones espaciales de primera generación, como las primeras Salyut , Almaz y Skylab , eran estaciones de una sola pieza y no estaban diseñadas para reabastecimiento. Las estaciones Salyut 6 y 7 de segunda generación , y las estaciones Tiangong 1 y 2, están diseñadas para reabastecimiento a mitad de la misión. Las estaciones de tercera generación, como Mir y la Estación Espacial Internacional , son estaciones espaciales modulares, ensambladas en órbita a partir de piezas lanzadas por separado. Los métodos de diseño modular pueden mejorar en gran medida la confiabilidad, reducir los costos, acortar el ciclo de desarrollo y cumplir con los requisitos de tareas diversificadas.
| Panel solar | Panel solar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Panel solar | Panel solar | Puerto de atraque | Panel solar | Panel solar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Laboratorio wentian |
Módulo de servicio Tianhe |
Laboratorio mengtiano |
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| Panel solar | Escotilla de EVA | Puerto de atraque | Puerto de atraque | Panel solar | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Intercambios tecnológicos
El método de montaje de la estación se puede comparar con la estación espacial Mir soviético-rusa y el segmento orbital ruso de la Estación Espacial Internacional . Si se construye la estación, China será la segunda nación en desarrollar y utilizar el punto de encuentro y el acoplamiento automáticos para la construcción de estaciones espaciales modulares. La nave y las estaciones espaciales de Shenzhou utilizan un mecanismo de acoplamiento de fabricación nacional similar o compatible con el adaptador de acoplamiento APAS de diseño ruso. Durante las cordiales relaciones chino-soviéticas de la década de 1950, la Unión Soviética (URSS) participó en un programa cooperativo de transferencia de tecnología con la República Popular China en virtud del cual enseñaron a estudiantes chinos y proporcionaron al incipiente programa un cohete R-2 de muestra. El primer misil chino fue construido en 1958 con ingeniería inversa del R-2 soviético, en sí mismo una versión mejorada del cohete alemán V-2 . Pero cuando el primer ministro soviético Nikita Khrushchev fue denunciado como revisionista por Mao, la relación amistosa entre los dos países se convirtió en confrontación. Como consecuencia, toda la ayuda tecnológica soviética se retiró abruptamente después de la división chino-soviética de 1960 .
El desarrollo de la serie de cohetes Long March permitió a la República Popular China iniciar un programa de lanzamiento comercial en 1985, que desde entonces ha lanzado más de 30 satélites extranjeros, principalmente para intereses europeos y asiáticos.
En 1994, Rusia vendió parte de su avanzada tecnología espacial y de aviación a los chinos. En 1995 se firmó un acuerdo entre los dos países para la transferencia de la tecnología de la nave espacial rusa Soyuz a China. El acuerdo incluía capacitación, suministro de cápsulas Soyuz , sistemas de soporte vital, sistemas de acoplamiento y trajes espaciales. En 1996, dos astronautas chinos, Wu Jie y Li Qinglong , comenzaron a entrenar en el Centro de Entrenamiento de Cosmonautas Yuri Gagarin en Rusia . Después del entrenamiento, estos hombres regresaron a China y procedieron a entrenar a otros astronautas chinos en sitios cercanos a Beijing y Jiuquan . El hardware y la información vendidos por los rusos llevaron a modificaciones de la nave espacial Fase Uno original, eventualmente llamada Shenzhou , que traducida libremente significa "nave divina". Se construyeron nuevas instalaciones de lanzamiento en el sitio de lanzamiento de Jiuquan en Mongolia Interior , y en la primavera de 1998 se lanzó una maqueta del vehículo de lanzamiento Long March 2F con la nave espacial Shenzhou para la integración y las pruebas de las instalaciones.
Un representante del programa espacial con tripulación chino declaró que alrededor del año 2000, China y Rusia participaron en intercambios tecnológicos con respecto al desarrollo de un mecanismo de acoplamiento. El diseñador jefe adjunto, Huang Weifen, declaró que hacia fines de 2009, la agencia china comenzó a capacitar a los astronautas sobre cómo atracar naves espaciales.
Módulos
El módulo de cabina principal 'Tianhe' proporciona soporte vital y alojamiento para tres miembros de la tripulación, y proporciona guía, navegación y control de orientación para la estación. El módulo también proporciona los sistemas de energía, propulsión y soporte vital de la estación. El módulo consta de tres secciones: vivienda, sección de servicio y un centro de acoplamiento. Las viviendas contendrán una cocina y un baño, equipo de control de incendios, equipo de control y procesamiento atmosférico, computadoras, aparatos científicos, equipos de comunicaciones para enviar y recibir comunicaciones a través del control terrestre en Beijing y otros equipos. Un brazo robótico SSRMS de estilo canadiense será transportado al espacio doblado debajo de la sección de servicio Tisane. Además, el experimento de Wentian (descrito a continuación) también llevará un segundo brazo robótico SSRMS almacenado duplicado. En 2018, la maqueta a escala completa de CCM se presentó públicamente en la Exposición Internacional de Aviación y Aeroespacial de China en Zhuhai. El video de CNSA reveló que los chinos han construido dos de estos módulos centrales. Las impresiones de los artistas también han mostrado los dos módulos centrales acoplados juntos para ampliar la estación general.
El primero de los dos módulos de cabina de laboratorio 'Wentian' y 'Mengtian' respectivamente, proporcionará aviónica de navegación adicional, propulsión y control de orientación como funciones de respaldo para el CCM. Ambos LCM proporcionarán un entorno presurizado para que los investigadores realicen experimentos científicos en caída libre o microgravedad que no podrían realizarse en la Tierra durante más de unos minutos. Los experimentos también se pueden colocar en el exterior de los módulos para exponerlos al entorno espacial , los rayos cósmicos , el vacío y los vientos solares .
Al igual que Mir y el segmento orbital ruso de la ISS, los módulos CSS se llevarán completamente ensamblados a la órbita, en contraste con el segmento orbital estadounidense de la ISS, que requirió caminatas espaciales para interconectar cables, tuberías y elementos estructurales manualmente. El puerto axial de los LCM estará equipado con equipo de encuentro y primero se acoplará al puerto axial del CCM. Un brazo mecánico similar al brazo ruso Lyappa utilizado en la estación espacial Mir moverá el módulo a un puerto radial del CCM.
Plazos de construcción
En 2011, se planeó ensamblar la estación espacial entre 2020 y 2022. Para 2013, se planeó lanzar el módulo central de la estación espacial antes, en 2018, seguido por el primer módulo de laboratorio en 2020 y un segundo en 2022. Por 2018 esto se había deslizado a 2020-2023. Se planean un total de 12 lanzamientos para toda la fase de construcción, que ahora comienza en 2021.
Sistemas
Eléctrico
La energía eléctrica es proporcionada por dos conjuntos de energía solar orientables en cada módulo, que utilizan células fotovoltaicas para convertir la luz solar en electricidad. La energía se almacena para alimentar la estación cuando pasa a la sombra de la Tierra. La nave espacial de reabastecimiento repondrá combustible para los motores de propulsión de la estación para el mantenimiento de la estación, para contrarrestar los efectos de la resistencia atmosférica.
Unión cósmica
Fuentes extranjeras han declarado que el mecanismo de acoplamiento se parece mucho a APAS-89 / APAS-95 , y una fuente estadounidense llegó a llamarlo clon. Ha habido afirmaciones contradictorias sobre la compatibilidad del sistema chino con los mecanismos de acoplamiento actuales y futuros en la ISS.
Experimentos
Los equipos experimentales programados para los tres módulos a junio de 2016 son:
- Ciencias de la vida espacial y biotecnología
- Rack de experimentos de ciencias ecológicas (ESER)
- Rack de experimentos de biotecnología (BER)
- Science Glove-box and Refrigerator Rack (SGRR)
- Física de fluidos de microgravedad y combustión
- Rack de experimentos de física de fluidos (FPER)
- Rack de experimentos del sistema de dos fases (TSER)
- Rack de experimentos de combustión (CER)
- Ciencia de los materiales en el espacio
- Rack de experimentos de horno de material (MFER)
- Rack de experimentos de materiales sin contenedor (CMER)
- Física fundamental en microgravedad
- Rack de experimentos Cold Atom (CAER)
- Rack de tiempo-frecuencia de alta precisión (HTFR)
- Instalaciones polivalentes
- Rack de alto nivel de microgravedad (HMGR)
- Rack de experimentos de gravedad variable (VGER)
- Rack de experimentos modular (RACK)
Reabastecimiento
La estación será reabastecida por naves espaciales robóticas y tripuladas.
Misión tripulada
La nave espacial tripulada de próxima generación está diseñada para transportar astronautas a la estación espacial china con capacidad para la exploración lunar, reemplazando a la generación anterior de naves espaciales Shenzhou . El portaaviones de próxima generación de China es reutilizable con un escudo térmico desmontable construido para manejar retornos de alta temperatura a través de la atmósfera terrestre. El nuevo diseño de la cápsula es más grande que el Shenzhou, según funcionarios chinos. La nave espacial es capaz de transportar astronautas a la Luna y puede acomodar de seis a siete miembros de la tripulación a la vez, tres astronautas más que la de Shenzhou. La nueva nave espacial tripulada tiene una sección de carga que permite a los astronautas traer carga de regreso a la Tierra, mientras que la nave espacial de reabastecimiento de carga Tianzhou no está diseñada para traer ninguna carga a la Tierra.
Reabastecimiento de carga
Tianzhou ( Heavenly Vessel ), un derivado modificado de la nave espacial Tiangong-1, se utilizará como nave espacial de carga robótica para reabastecer esta estación. Se espera que la masa de lanzamiento de Tianzhou sea de alrededor de 13.000 kg con una carga útil de alrededor de 6.000 kg. El lanzamiento, encuentro y atraque serán completamente autónomos, con el control de la misión y la tripulación utilizados en funciones de anulación o monitoreo. Este sistema se vuelve muy confiable con estandarizaciones que brindan importantes beneficios de costos en operaciones de rutina repetitivas. Un enfoque automatizado podría permitir el ensamblaje de módulos que orbitan otros mundos antes de las misiones tripuladas.
Lista de misiones
- Todas las fechas son UTC . Las fechas son las más tempranas posibles y pueden cambiar.
- Los puertos de avance están en la parte delantera de la estación de acuerdo con su dirección normal de viaje y orientación ( actitud ). A popa está en la parte trasera de la estación, utilizada por naves espaciales que impulsan la órbita de la estación. Nadir está más cerca de la Tierra, Zenith está arriba.
- Clave
| Fecha de lanzamiento ( NETO ) | Resultado | Astronave | Vehículo de lanzamiento | Sitio de lanzamiento | Proveedor de lanzamiento | Puerto de atraque / atraque |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 29 de abril de 2021 | Éxito | Tianhe | Larga Marcha 5B |
 Wenchang LC-1
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CASC
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N / A |
| 20 de mayo de 2021 | Planificado | Tianzhou 2 | 7 de marzo largo |
Wenchang LC-2
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CASC
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Tianhe popa |
| 10 de junio de 2021 | Shenzhou 12 | Larga Marcha 2F |
Jiuquan SLS-1
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CASC
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Tianhe adelante | |
| Septiembre 2021 | Tianzhou 3 | 7 de marzo largo |
Wenchang LC-2
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CASC
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Tianhe popa | |
| Octubre de 2021 | Shenzhou 13 | Larga Marcha 2F |
Jiuquan SLS-1
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CASC
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Tianhe adelante | |
| Marzo-abril de 2022 | Tianzhou 4 | 7 de marzo largo |
Wenchang LC-2
|
CASC
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Tianhe popa | |
| Mayo de 2022 | Shenzhou 14 | Larga Marcha 2F |
Jiuquan SLS-1
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CASC
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Tianhe adelante | |
| Mayo-junio de 2022 | Wentian | Larga Marcha 5B |
Wenchang LC-1
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CASC
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Tianhe | |
| Agosto-septiembre de 2022 | Mengtian | Larga Marcha 5B |
Wenchang LC-1
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CASC
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Tianhe | |
| Octubre de 2022 | Tianzhou 5 | 7 de marzo largo |
Wenchang LC-2
|
CASC
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Tianhe popa | |
| Noviembre 2022 | Shenzhou 15 | Larga Marcha 2F |
Jiuquan SLS-1
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CASC
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Tianhe |
Seguridad
Desechos orbitales
El CSS operará en órbita terrestre baja , de 340 a 450 kilómetros sobre la Tierra con una inclinación orbital de 42 ° a 43 °, en el centro de la termosfera terrestre . A esta altitud hay una variedad de desechos espaciales, que consisten en muchos objetos diferentes, incluidas etapas completas de cohetes gastados, satélites muertos, fragmentos de explosión, incluidos materiales de pruebas de armas antisatélite (como la prueba de misiles antisatélite de China de 2007 , la de 2019 India prueba anti-satélite y la prueba anti-satélite 1985 de Estados Unidos ASM-135 ASAT ), pintar copos, escorias de motores cohete de combustible sólido, líquido refrigerante liberado por RORSAT satélites potencia y algunos grumos restantes de los 750.000.000 pequeñas agujas de los militares estadounidenses nuclear Proyecto West Ford . Estos objetos, además de los micrometeoroides naturales , son una amenaza significativa. Los objetos grandes podrían destruir la estación, pero son una amenaza menor ya que se pueden predecir sus órbitas. Los objetos demasiado pequeños para ser detectados por instrumentos ópticos y de radar, desde aproximadamente 1 cm hasta un tamaño microscópico, se cuentan por billones. A pesar de su pequeño tamaño, algunos de estos objetos siguen siendo una amenaza debido a su energía cinética y su dirección en relación con la estación. Los trajes espaciales de la tripulación de caminatas espaciales podrían perforarse y provocar la exposición al vacío .
Los objetos de desechos espaciales se rastrean de forma remota desde el suelo y se puede notificar al personal de la estación. Esto permite que se lleve a cabo una maniobra de evitación de escombros (DAM), que utiliza propulsores en la estación para cambiar la velocidad orbital y la altitud, evitando los escombros. Los DAM se llevarán a cabo si los modelos computacionales muestran que los escombros se acercarán dentro de una cierta distancia de amenaza. Por lo general, la órbita se elevará ahorrando combustible, ya que la órbita de la estación debe aumentarse periódicamente para contrarrestar los efectos del arrastre atmosférico. Si se identifica una amenaza de escombros orbitales demasiado tarde para que un DAM se lleve a cabo de manera segura, la tripulación de la estación cierra todas las escotillas a bordo de la estación y se retira a su nave espacial Shenzhou , para poder evacuar en caso de que fuera dañada por los escombros. El blindaje de micrometeoritos está incorporado en la estación para proteger las secciones presurizadas y los sistemas críticos. El tipo y grosor de estos paneles varía según su exposición prevista al daño.
Radiación
Las estaciones en órbita terrestre baja están parcialmente protegidas del entorno espacial por el campo magnético de la Tierra. Desde una distancia media de unos 70.000 km, dependiendo de la actividad solar, la magnetosfera comienza a desviar el viento solar alrededor de la Tierra y las estaciones espaciales en órbita. Sin embargo, las erupciones solares siguen siendo un peligro para la tripulación, que puede recibir solo unos minutos de advertencia. La tripulación de la ISS se refugió como precaución en 2005 en una parte de esa estación más fuertemente protegida diseñada para este propósito durante la "tormenta de protones" inicial de una erupción solar de clase X-3. Pero sin la protección limitada de la magnetosfera de la Tierra , la misión tripulada planificada de China a Marte está especialmente en riesgo.
Las partículas cargadas subatómicas, principalmente protones de los rayos cósmicos y el viento solar , normalmente son absorbidas por la atmósfera de la Tierra, cuando interactúan en cantidad suficiente su efecto se vuelve visible a simple vista en un fenómeno llamado aurora. Sin la protección de la atmósfera de la Tierra, que absorbe esta radiación, los equipos de la estación están expuestos a aproximadamente 1 milisievert cada día, que es aproximadamente lo mismo que obtendría alguien en un año en la Tierra, de fuentes naturales. Esto da como resultado un mayor riesgo de que los miembros de la tripulación desarrollen cáncer. La radiación puede penetrar el tejido vivo y dañar el ADN, causar daño a los cromosomas de los linfocitos . Estas células son fundamentales para el sistema inmunológico y, por lo tanto, cualquier daño a ellas podría contribuir a la disminución de la inmunidad que experimenta la tripulación. La radiación también se ha relacionado con una mayor incidencia de cataratas en los astronautas. Los escudos protectores y los medicamentos protectores pueden reducir los riesgos a un nivel aceptable.
Los niveles de radiación experimentados en la ISS son aproximadamente 5 veces mayores que los experimentados por los pasajeros y la tripulación de las aerolíneas. El campo electromagnético de la Tierra proporciona casi el mismo nivel de protección contra la radiación solar y otras radiaciones en la órbita terrestre baja que en la estratosfera. Los pasajeros de las aerolíneas, sin embargo, experimentan este nivel de radiación durante no más de 15 horas para los vuelos intercontinentales más largos. Por ejemplo, en un vuelo de 12 horas, un pasajero de una aerolínea experimentaría 0,1 milisievert de radiación, o una tasa de 0,2 milisievert por día; sólo 1/5 de la velocidad experimentada por un astronauta en órbita terrestre baja.
Cooperación internacional
En 2011 se examinó la cooperación en el campo de los vuelos espaciales tripulados entre la CMSEO y la Agencia Espacial Italiana (ASI), la participación en el desarrollo de las estaciones espaciales tripuladas de China y la cooperación con China en campos como el vuelo de astronautas, y se discutió la investigación científica . Durante la reunión también se debatieron las posibles áreas y formas de cooperación futura en los campos del desarrollo de la estación espacial tripulada, la medicina espacial y la ciencia espacial.
El 22 de febrero de 2017, la Agencia Espacial Tripulada de China (CMSA) y la Agencia Espacial Italiana (ASI) firmaron un acuerdo para cooperar en actividades de vuelos espaciales tripulados a largo plazo. Las consecuencias de este acuerdo podrían ser importantes, considerando, por un lado, la posición de liderazgo que ha alcanzado Italia en el campo de los vuelos espaciales tripulados con respecto a la creación y explotación de la Estación Espacial Internacional (Nodo 2, Nodo 3, Columbus, Cupola , Leonardo, Raffaello, Donatello, PMM, etc.) y, por otro lado, el importante programa de vuelos espaciales tripulados que está desarrollando China, especialmente con la creación de la Estación Espacial Tiangong-3.
Tricia Larose de la Universidad de Oslo en Noruega está desarrollando un experimento de investigación del cáncer para la estación. Durante 31 días, se probará para ver si la ingravidez tiene un efecto positivo en detener el crecimiento del cáncer.
Fin de la órbita
La gran estación espacial modular china está diseñada para usarse durante 10 años, que podría extenderse a 15 años y acomodará a tres astronautas. Las naves espaciales tripuladas chinas usan quemaduras deorbitales para disminuir su velocidad, lo que resulta en su reingreso a la atmósfera de la Tierra. Los vehículos que llevan una tripulación tienen un escudo térmico que evita la destrucción del vehículo causada por el calentamiento aerodinámico al entrar en contacto con la atmósfera terrestre. El CSS no tiene escudo térmico; sin embargo, pequeñas partes de las estaciones espaciales pueden alcanzar la superficie de la Tierra, por lo que las áreas deshabitadas serán el objetivo de las maniobras de desorbitación.