中國天宮一號空間站對比日本希望號太空實驗站－小比爾的部落格

2011年中國發射天宮一號目標飛行器，驗證太空中會合停泊實驗，在此說明一些天宮一號的情形，首先其對接裝置與技術直接採用俄國的"異體同構周邊對接系統APAS-89" 。前蘇聯APAS-89最早用於1970年代美俄太空船阿波羅與聯合號太空船的對接，後來被廣泛使用於和平號太空站，美國的太空梭也引進APAS-89(95)來與和平號跟ISS對接。其二，天宮一號重量約8公噸且使用壽命只有2年，採用的運載火箭是長征2F改良型。與其他國家歷代太空站相較，天宮體積最小主要用來驗證與神舟太空船結合與進行太空人可否在裡面存活的驗證(短期有人)。可說是相當初步的階段而已，這並不像國際太空站上有生命支持系統，讓太空人長期居住並且進行各類實驗。就這點來看天宮連前蘇聯在1970年代的Salyut系列太空站也比不上，可能只是中國未來貨運太空船的先行實驗而已，另外天宮也沒有當今太空開發先進國家使用機械臂來組裝艙室與外部實驗儀器的技術也沒有氣閘( airlock )進行出艙任務。

希望號 2008年開始組裝 2009年完成，在51度傾角軌道上繞行，是日本第一個可讓乘員進行長期間實驗的有人太空設施，其乾燥重量約30公噸最大重量超過40公噸，由艙內實驗室、保管室、艙外實驗室、艙外機器搬運回收甲板與機械臂組成，壽命10年以上。日本太空人中超過4位到過希望號裡面進行實驗，有的居留時間達半年之久；進行的實驗包含真空與微重力環境下的理化、生物生長、醫學實驗以及天文觀測、地球環境監測等，也驗證日本獨自開發的太空船、太空站對接與組裝技術。控制希望號的運作與太空實驗是由"筑波太空中心"的運用管制室透過中繼衛星兒玉號(DRTS)進行。

艙內實驗室

艙內實驗室空重15.9公噸、全長11.2公尺、直徑4.4公尺、加壓空間約140立方公尺，是整個希望號的核心，內部維持一大氣壓最多能容納4名太空人在裡面進行微重力實驗與觀測，例如在失重環境做出地面上無法得到的優質結晶，利用此特性可以進行新藥和材料的製作實驗；提升磁浮列車使用的超導體等新型材料效率的實驗等。它也是國際太空站上最大艙室，共有23個國際標準酬載架(ISPR)，包括電力系統架(EPS)、資料管理系統架(DMS)、環境控制與生命支持系統/終端控制系統(ECLSS/TCS)、遠端操作系統(RMS)、軌道間溝通系統(ICS)、再供給儲存架(RSR)等11個系統架(system rack)與安裝實驗設備用的12個酬載架(payload rack)，每個標準酬載架長2公尺、寬1.05公尺、深0.86公尺，空重104公斤最大可容納700公斤重酬載設備，裝滿23個國際標準酬載架總重超過30公噸。

艙內實驗室外部結構包括有二個窗口、一個氣閘(功用為把酬載與"軌道更換單位ORU"由艙內移動到艙外)與三個對接口並裝設有太空船會合對接用的無線電波通訊設備、PROX天線與雷射雷達反射器。

希望號艙內實驗室各種實驗裝置，最多可以裝置23個標準酬載架，美國與歐洲的實驗艙也可以裝載ISRP。

希望號內部的真空加熱爐，其寬度與深度超過0.8公尺所以無法通過俄國開發的對接口APAS。

酬載與軌道更換單位(ORU)由艙內移動到艙外須使用到氣閘(airlock)。

在希望號艙內實驗室上的氣閘(airlock)

艙外實驗室

安裝了觀測地球表面、大氣層、宇宙環境以及天文現象等的設備，透過對地球臭氧層的觀測掌握地球環境的變化；觀測來自於黑洞、中子星等的X光線來了解宇宙是如何形成的。下圖圓盤狀就是實驗設備的結合口，未裝設衛星天線與實驗設備的艙外實驗室其長寬高分別5.2*5.0*3.8公尺、重4.1公噸。

這是結合各種標準化實驗設備與軌道更換單位的想像圖。

由HTV-1運送的全天X光線圖像顯示器(MAXI)，安裝在希望號的艙外實驗室上，當國際太空站繞行地球時(每92分鐘一圈)快速地觀察肉眼看不到的宇宙X光線物體。

保管室

希望號保管室8.4公噸、全長4.2公尺、直徑4.4公尺，跟天宮一號重量差不多；保管室上部安裝一具PROX-GPS天線，用來把ISS的軌道位置與距離資訊提供給HTV太空船並導引太空船與太空站會合。內部則是存放艙內實驗室用完後的標準酬載架、零件與食材。

擠在希望號保管室的各國太空人

艙外機器搬運・回收甲板

可附著在保管室與艙外實驗室上，功能為讓艙外實驗設備有儲存空間可供暫時放置。

機械臂

由艙內實驗室的遠端操作系統(RMS)控制，專門把HTV運送而來的暴露實驗設備搬到艙外機器搬運回收甲板，再裝設到艙外實驗室上;也支援希望號進行維護任務。

機械臂除了用來安裝艙外的暴露實驗設備亦可稍加改裝來發射迷你衛星。

2013年11月從希望號機械臂釋放出的迷你衛星。

中國天宮一號在2011年9月發射升空進入傾角42度的軌道上繞行，其長度約9公尺(不含推進器)、最大直徑3.35公尺，結構上分為"可居住驗證艙"( habitable experimental module ；加壓空間約15立方公尺與"異體同構周邊對接系統APAS-89"的被動部位 )與"資源艙"( resource module ；安裝太陽陣列板與推進系統 )兩部分。目標是進行與太空船對接或是太空人在裡面能否存活的驗證，只能短期有人的簡易太空站，無法在天宮一號進行任何微重力與真空環境下的實驗與深太空觀測；而且重量只有8.5公噸而已約為日本HTV太空船噸位的一半，這也是中國火箭發射能力低下使得太空船與太空站遠遠不如日本太空船(HTV重量16.5公噸、不含推進器長度9.6公尺、直徑4.4公尺、加壓空間約14立方公尺)，更遑論跟希望號實驗艙相比了。另外天宮一號內部並無裝設用來降低太空人活動產生熱(度)的冷卻設備，其冷卻功能由對接的神舟太空船供應。

天宮一號於2013年11月初結束任務，其尾部是資源艙並不具有加壓空間。

天宮與神舟的對接技術設備是租自俄羅斯的對接裝置APAS-89，那是蘇聯在1970年代為阿波羅與聯合號太空船對接所開發的。

HTV與ISS會合對接技術是由日本開發的"PROX通訊設備與天線"、"PROX-GPS天線"與"會合雷射雷達"來完成，讓HTV以"相對停止"方式利用組裝ISS艙室的加拿大機械臂將太空船捕捉再進行對接，是當今俄國與美國之外有獨自會合對接技術國家，美國軌道科學公司的天鵝號無人太空船與SPACE-X的飛龍號已使用日本PROX通訊系統或希望號上的偵測裝置來進行會合對接(美國花了6000萬美金引進)。

HTV的會合對接方式比起俄系對接技術的太空船有更大的對接口；HTV的對接口稱為"共同結合機構"( Common berthing mechanism )尺度形狀為1.3公尺*1.3公尺正方形，可以讓大型艙內實驗裝置穿過。還有HTV也是當今唯一可以輸送大型暴露設備(暴露在太空真空環境下的非加壓設備)的太空船。