环形旋转栖息式太空空间站结构设计

　　该环形旋转空间站的结构设计，核心围绕长期在轨驻留的人工重力适配需求展开，区别于传统桁架式空间站的微重力工作环境，整体采用大直径轮辐式环形主结构，通过整体绕中心轴匀速旋转产生等效离心力，为舱内人员提供接近地表重力水平的居住环境，大幅降低长期微重力环境下的人体骨密度流失、肌肉萎缩等健康风险，适配长期载人深空探测、在轨空间科学实验的任务需求。整体主环外径设定为178米，环体周向均匀布置60个独立栖息模块，单模块可独立完成密封承压、生命维持接口对接、应急隔离功能，满配状态下可支持720名驻留人员的工作与生活需求，模块与主环承力骨架采用标准化快接接口设计，可实现在轨模块化更换、功能拓展，无需整体拆解主结构即可完成舱段迭代升级。

　　中心区域为非旋转核心舱段，主要布置对微重力环境有要求的科学实验载荷、航天器对接端口、姿轨控动力系统，通过旋转密封动连接结构与外围旋转居住环实现人员、物资、能源、信息的互联互通，该动连接结构采用多道冗余密封设计，搭配磁悬浮辅助支撑降低旋转摩擦损耗，可长期在轨稳定运行无需频繁维护。主环与中心舱之间通过多组等角度分布的辐条式承力结构连接，辐条内部预留人员通道、管线敷设空间，同时承担旋转过程中的拉应力载荷，辐条截面采用流线型修形设计，降低低轨道运行过程中的原子氧冲刷、空间碎片撞击概率，辐条表面集成柔性太阳能电池敷层，可在空间站旋转过程中保持多方向受光，提升整站能源供给稳定性。每个栖息模块内部按照功能划分为居住休息区、生活保障区、

　　工作操作区三个独立分区，模块承压壳体采用多层复合结构，从外到内依次为微陨石防护层、辐射屏蔽层、密封承力层、内饰阻燃层，可抵御空间微小碎片撞击、宇宙射线辐射，维持舱内稳定的温湿度与大气压力环境。环体内部设置环形通行通道，相邻栖息模块之间可通过环内通道直接连通，无需经过中心核心舱，提升人员通行效率与应急疏散能力，通道内设置扶手与导向标识，适配旋转过程中不同径向位置的重力梯度变化，避免人员移动过程中因重力差产生眩晕或磕碰。该结构设计在建模过程中充分考虑了在轨装配的工艺可行性，所有结构件均按照运载火箭的整流罩包络尺寸做了拆分设计，单组件重量控制在现有在轨机械臂的操作负载范围内，可通过多次发射在轨组装完成整体建造，

　　同时预留了后续环体拓展的接口，可根据任务需求增加第二圈居住环或者对接专用功能舱段，提升整站的任务适配能力。旋转转速的设定经过多轮动力学仿真验证，在提供等效1G重力的转速下，环内不同径向位置的重力梯度差控制在人体可接受范围内，不会产生明显的科里奥利力不适感，姿轨控系统可根据环体旋转过程中的质量分布变化实时调整推力输出，抵消旋转产生的角动量扰动，维持整站的轨道姿态稳定。环体外侧周向布置的凸起结构为散热装置与外部暴露实验平台，散热装置通过环路热管将舱内设备产生的废热辐射到外太空，维持舱内热平衡，暴露实验平台可直接固定空间科学实验载荷，无需额外安装支架，利用环体旋转过程中的朝向变化实现不同方向的空间环境暴露实验。