Na de eerste succesvolle Chinese bemande ruimtevluchten maakte de Aziatische grootmacht bekend dat het plannen had om een eigen ruimtestation te bouwen in een baan om de Aarde. Om dit te realiseren, wou China eerst zoveel mogelijk technologie testen en kennis vergaren door middel van een ruimtelaboratorium in de ruimte te brengen dat zou bezocht worden door Chinese ruimtevaarders.
Project Tiangong
China heeft er nooit een geheim van gemaakt dat het land een eigen ruimtestation in een baan om de Aarde zou willen dat permanent wordt bemand door Chinese ruimtevaarders. Een dergelijk ruimtestation zou bestaan uit verschillende modules die in de ruimte aan elkaar vastgehecht worden. Het ontwerp en de bouw van dit modulair ruimtestation zou veel gelijkenissen vertonen met het Russische ruimtestation Mir. Om dit te realiseren, wou China eerst enkele modules of ruimtelaboratoria in een baan om de Aarde brengen zodat men de benodigde technologieën uitvoerig kon testen en men meer ervaring zou krijgen op vlak van langdurige bemande ruimtevluchten. Dit project ging in de jaren ’90 van start en kreeg al gauw de naam ‘Tiangong’ wat in het Nederlands zoveel betekent als ‘hemels paleis’. Het project Tiangong zou bestaan uit verschillende fasen waarbij men enkele ruimtelaboratoria in de ruimte zou brengen en ook een Chinees bevoorradingstuig zou ontwikkelen voor het toekomstige Chinese ruimtestation. Ook hier zijn sterke gelijkenissen aanwezig met een Russische ruimteproject uit het verleden (Saljoet) dat eveneens diende om ruimtestationtechnieken te testen en te demonstreren.
Ontwerp
Tiangong-1 Het eerste Tiangong ruimtelaboratorium, dat ontworpen werd door de China National Space Administration (CNSA), had een gewicht had van 8,5 ton en bestond uit twee compartimenten, een leef- en werkruimte en een propulsiegedeelte. Dit laboratorium had een leefbare ruimte van ongeveer vijftien kubieke meter waarin Chinese ruimtevaarders ondermeer experimenten konden uitvoeren of fitnessoefeningen konden uitvoeren. Binnenin deze vijf meter lange ruimte bevonden zich twee slaapstations, een fitnesstoestel en een controlepaneel. Om Chinese ruimtevaarders aan boord van Tiangong-1 te helpen op vlak van oriëntatie kreeg één van de wanden aan boord van de leef- en werkruimte een andere kleur dat de grond moest voorstellen. In tegenstelling tot andere ruimtestations of ruimtelaboratoria zoals de Russische Saljoets of het Amerikaanse Skylab beschikte Tiangong-1 niet over een eigen toilet en keuken. Hiervoor moesten de Chinese ruimtevaarders beroep doen op faciliteiten aan boord van hun Shenzhou ruimtetuig. Het propulsiegedeelte van de Tiangong-1, waarvan het ontwerp gebaseerd was op dat van het propulsiegedeelte van een Shenzhou ruimtetuig, was 3,3 meter lang en bood plaats aan alle apparatuur en onderdelen voor communicatie, voortstuwing en elektronica. Aan de buitenzijde van het propulsiegedeelte bevonden zich ook twee zonnepanelen die elk 3 op 10 meter groot waren en elk 2,5 kiloWatt aan energie leverden. In totaal was de Tiangong-1 module 10,4 meter lang en had deze een maximale diameter van 3,3 meter. Aan de leef- en werkruimte van dit ruimtelaboratorium bevond zich één toegangspoort met daaraan een koppelingsmechanisme zodat Chinese Shenzhou ruimtetuigen er zich konden aan vasthechten. Het Chinese SAST-koppelingsmechanisme zou een copy zijn van het Russische APAS-75 koppelingssysteem.
Lancering
Oorspronkelijk zou het Tiangong-1 ruimtelaboratorium in augustus 2011 in de ruimte gebracht worden. Het labo arriveerde op 23 juli 2011 op de het Chinese Jiuquan Satellite Launch Center waarna het begin augustus zijn laatste tests onderging. Toen een Chinese CZ-2C draagraket er op X augustus 2011 echter niet in slaagde om een communicatiesatelliet in de ruimte te brengen, werd de lancering van Tiangong-1 uitgesteld. China wou met de lancering van hun eerste ruimtelabo geen risico nemen en onderwierp de CZ-2F/G draagraket aan een extra controle. Na een uitgebreid onderzoek van de mislukte lancering van de CZ-2C raket, werd uiteindelijk besloten Tiangong-1 eind september 2011 te lanceren. Op 20 september 2011 werd de krachtige CZ-2F/G draagraket met aan boord het Tiangong-1 ruimtelaboratorium vertransporteerd naar hetzelfde lanceerplatform vanwaar ook Chinese ruimtevaarders gelanceerd worden. Uiteindelijk werden de raketmotoren van de CZ-2F/G draagraket op 29 september 2011 tot ontbranding gebracht en werd het eerste Chinese ruimtelabo iets meer dan negen minuten later succesvol uitgezet in een baan om de Aarde. Na de geslaagde lancering voerde Tiangong-1 twee essentiële baancorrecties uit waardoor het onbemande ruimtelabo zich nu in een lage, cirkelvormige baan om de Aarde bevond op een hoogte van ongeveer 360 kilometer. In de dagen en weken die hierop volgden, werd het Tiangong-1 ruimtelabo vanuit het Beijing Aerospace Command and Control Center uitvoerig getest zodat men met de voorbereidingen kon starten van de eerste missie naar dit ‘hemels paleis’.
Shenzhou 8
Aangezien China nog nooit twee ruimtetuigen in een baan om de Aarde aan elkaar had vastgehecht, moesten deze technologiëen en procedures eerst uitvoerig getest worden tijdens een onbemande missie Tiangong-1. China lanceerde op 31 oktober 2011 vanop Chinese Jiuquan Satellite Launch Center het onbemande Shenzhou 8 ruimtetuig met behulp van een CZ-2F draagraket. Nadat het ruimtetuig succesvol werd uitgezet in een baan om de Aarde voerde Shenzhou 8 vijf cruciale baancorrecties uit zodat het onbemande ruimtetuig zich op 2 november 2011 op slechts 52 kilometer afstand van het Tiangong-1 ruimtelabo bevond. Toen beide ruimtetuigen op 2 november 2011 boven Chinees grondgebied vlogen, werden deze omstreeks 18u28 Belgische tijd succesvol een eerste keer aan elkaar vastgehecht. Om het moment van de eerste koppeling bevonden de twee ruimtetuigen zich in het nachtgedeelte van de Aarde om op die manier storingen afkomstig van de Zon te vermijden. Na het eerste contact hechtte beide tuigen zich vijftien minuten later stevig vast aan elkaar en was de eerste Chinese koppeling in de ruimte een feit. Twaalf dagen later werd het onbemande Shenzhou 8 ruimtetuig losgemaakt van Tiangong-1 en begaf dit zich tot op een afstand van 140 meter van het ruimtelabo. Chinese vluchtleiders voerden enkele uren later vervolgens een tweede koppeling tussen beide ruimtetuigen uit. Shenzhou 8 werd op 16 november 2011 opnieuw losgemaakt van het ruimtelaboratorium waarna het onbemande ruimtetuig een dag later terugkeerde naar de Aarde. Dankzij deze succesvolle onbemande ruimtevlucht kon China nu overgaan tot de eerste bemande ruimtemissie naar het Tiangong-1 ruimtelabo.
Tiangong-1 krijgt eerste bezoek van ‘taikonauten’
Vanop de Jiuquan lanceerbasis, in het Noordwesten van China, werd op zaterdag 16 juni 2012 succesvol een Shenzhou ruimtetuig in een baan om de Aarde gebracht met aan boord drie Chinese ruimtevaarders. De Shenzhou 9 ruimtecapsule werd om 12u37 Belgische tijd in de ruimte gebracht door middel van een bijhorende CZ-2F draagraket. Tien minuten na de start van de lancering werd de Shenzhou-9 uitgezet in een lage baan om de Aarde en vouwden de zonnepanelen zich vervolgens probleemloos open. Aan boord van dit Chinese ruimtetuig bevonden zich de Chinese ruimtevaarders Jing Haipeng, Liu Wang en de eerste vrouwelijke 'taikonaute' Liu Yang. Jing Haipeng was tevens ook de eerste Chinees die een tweede keer de ruimte inging. Doel van deze Shenzhou 9 ruimtemissie was om in een baan om de Aarde te koppelen met het Chinese Tiangong-1 ruimtelabo. Een bemande missie naar dit ruimtelabo zou een cruciale stap zijn in het ambitieuze Chinese bemande ruimteprogramma. Dit was de vierde maal dat China op eigen kracht landgenoten in de ruimte bracht en de negende maal dat China een Shenzhou ruimtecapsule lanceerde. Twee dagen na de lancering van het Shenzhou 9 ruimtetuig kwamen de drie taikonauten uiteindelijk op 18 juni 2012 aan bij het eerste Chinese ruimtelabo waarna Shenzhou 9 zich om 08u08 Belgische tijd automatisch vasthechtte aan Tiangong-1. Op het moment van de koppeling vlogen beide ruimtetuigen met een snelheid van meer dan 27 000 kilometer uur boven de Aarde en naderde de Shenzhou 9 het ruimtelabo met een snelheid van 20 centimeter per seconde. De volledig automatische koppeling vertoonde veel gelijkenissen met de koppeling van de onbemande Shenzhou 8 met Tiangong 1. Na de succesvolle koppeling openden de Shenzhou 9 ruimtevaarders omstreeks 11u00 Belgische tijd uiteindelijk het toegangsluik tussen de twee ruimtetuigen waarna Jing Haipeng, Liu Wang en Liu Yang zich voor een eerste maal in het ruimtelabo begaven. Dit historisch moment was rechtstreeks te volgen via Chinese media. Op het moment dat de taikonauten de module betraden, werd Tiangong-1 ook officieel het eerste Chinese bemande ruimtestation. Gedurende de eerste dagen van hun verblijf aan boord van Tiangong-1 controleerden de drie ruimtevaarders alle systemen aan boord van het ruimtelabo en probeerden ze het mini-ruimtestation zo leefbaar mogelijk te maken. De temperatuur aan boord van Tiangong-1 bedroeg tussen 22 en 23 graden Celsius. Terwijl twee ruimtevaarders werkten, nam een derde ruimtevaarder telkens een rust- en slaappauze.
Op 19 juni maakte het Beijing Aerospace Control Center (BACC) bekend dat de drie Chinese ruimtevaarders aan boord van Tiangong-1 de eerste e-mail hadden ontvangen die verstuurd werd vanop Aarde. Het versturen van de e-mail werd mogelijk gemaakt door een speciale communicatielink en het bericht zelf bevatte foto’s, tekst en video’s. Voor het Chinese vluchtleidingscentrum was het versturen van deze e-mail zeer belangrijk aangezien men nu vrijwel rechtstreeks in verbinding stond met de ruimtemodule. Het belangrijkste en meest gewaagde moment tijdens de Shenzhou 9 missie vond plaats op zondag 24 juni 2012. Nadat de drie taikonauten zich in hun ruimtepakken opnieuw aan boord van de Shenzhou-9 hadden begeven, maakten zij het ruimtetuig los van het Tiangong-1 ruimtelabo om een eerste manuele koppeling te kunnen uitvoeren. Het bemande ruimtetuig begaf zich vervolgens tot op 400 meter afstand van het ruimtelabo waarna Liu Wang de controle over de Shenzhou 9 overnam. Om deze manuele koppeling probleemloos te kunnen uitvoeren, werd dit cruciale en riskante manoeuvre door Liu Wang en gezagvoerder Jing Haipeng meer dan 1 500 keer geoefend tijdens hun jarenlange training. Uiteindelijk koppelden om 06u48 Belgische tijd beide ruimtetuigen zich opnieuw probleemloos aan elkaar. Dit was de eerste maal dat China een manuele koppeling met twee ruimtetuigen uitvoerde. Na een geslaagde ruimtemissie die bijna dertien dagen duurde, keerde de Shenzhou-9 crew op vrijdag 29 juni 2012 veilig terug naar de Aarde. De terugkeercapsule landde om 04u03 Belgische tijd met een groot valscherm in Mongolië waarna een speciaal bergingsteam de drie inzittenden bevreidde uit hun ruimtecapsule.
Laatste bezoek aan Tiangong-1
Na het succes van de Shenzhou 9 ruimtemissie werd op 11 juni 2013 opnieuw een bemand Shenzhou ruimtetuig in de ruimte gebracht dat een bezoek moest brengen aan het Tiangong-1 ruimtelabo. Aan boord bevonden zich ditmaal gezagvoerder Nie Haisheng, Zhang Xiaoguang en de tweede vrouwelijke taikonaute Wang Yaping. Na de probleemloze lancering koppelde het Shenzhou 10 ruimtetuig zich op 13 juni 2013 automatisch vast aan het Tiangong-1 ruimtelabo. Drie uur later openden de drie Chinese ruimtevaarders het toegangsluik tussen beide ruimtetuigen waarna ze zich aan boord begaven van het eerste Chinese ruimtelaboratorium. In de dagen die hierop volgden, voerden de taikonauten wetenschappelijke experimenten uit en gaf taikonaute Wang Yaping een fysicales vanuit de ruimte aan duizenden Chinese kinderen tijdens een rechtstreekse televisieuitzending. De taikonauten voerden tijdens hun verblijf aan boord van Tiangong-1 ook de eerste onderhoudswerkzamheden uit door ondermeer nieuwe wanden te plaatsen aan boord van het ruimtelabo. Tijdens de Shenzhou 10 ruimtemissie werd net als bij de vorige missie ook een manuele koppeling tussen beide ruimtetuigen uitgevoerd. Na een verblijf van vijftien dagen in de ruimte keerde de drie taikonauten aan boord van hun Shenzhou 10 ruimtetuig op 26 juni 2013 terug naar de Aarde. De Shenzhou 10 ruimtemissie was meteen ook de langste Chinese bemande ruimtevlucht. De Chinese ruimtevaarder Nie Haisheng, die ook al eens de ruimte inging tijdens de Shenzhou 6 ruimtemissie, had nu in totaal 470 uur in een baan om de Aarde verbleven. Hierdoor is hij tot op heden de meest ervaren Chinese ruimtevaarder.
