天宫空间站“天和”核心舱目前正在近地点352公里、远地点385公里、轨道倾角41.47°的近地轨道上运行，完全符合既定340～450公里近圆低地球轨道，以及轨道倾角41～42°的指标要求。
与长征5B遥二火箭分离的天和核心舱
天宫空间站一期工程由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱组成空间站主体，同时常态化对接一艘天舟货运飞船与一艘神舟载人飞船，航天员轮换期间还会增加一艘神舟载人飞船，巡天光学舱有在轨维修需求时也与空间站对接，天宫空间站最大在轨质量接近110吨。
运行于近地轨道的天宫空间站受地球引力与高空大气等因素影响会有轨道衰减现象，因此需要轨道动力系统抬升维持轨道高度，同时空间站还有太阳翼对日指向以及空间交会对接需求也需要姿态机动。
天宫空间站一期工程最大构型规模
天和核心舱由大柱段、小柱段、节点舱三大结构组成，发射质量22.5吨。
大柱段又分为加压密封舱与资源舱两部分，前者是航天员工作生活的主要活动区域，后者则是整个空间站的姿轨控动力系统。
天和核心舱三大舱体结构
资源舱直径4.2米，高2.1米，形似一个大圆桶，发射质量4.3吨，除去推进剂的结构重量仅有487公斤。
核心舱大柱段资源舱
要知道资源舱不仅要司职整个空间站的姿轨控任务，还要在地面测试与发射阶段用不足半吨的结构重量撑起重20余吨的核心舱重量，尤其是发射阶段还要面临火箭飞行的高过载、高振动工况，为此在地面静力测试阶段就提前预习了350余吨的加载重量。
不同于其他航天器的资源舱布局，天和核心舱轨道控制发动机并没有布置在资源舱底部，因为那里有一个后端通道用于对接天舟货运飞船，轨控发动机如果与对接通道共面布置就会对对接机构产生不利干扰，因此它被布置在资源舱立柱外表面，采用下陷倾斜的方式安装。
喷管直径最大的即是轨道控制发动机
天和核心舱总计配置了30台姿轨控发动机，其中26台是消耗传统推进剂的姿轨控动力，在发射入轨、在轨运行两个阶段都将发挥重要作用，核心舱有两个对接口可以用于在轨推进剂补加，轨道抬升还可以依托天舟货运飞船资源舱实施。
30台姿轨控发动机中有4台是由上海空间推进研究所研制的HET-80霍尔推力器，该型推力器单台最大推力80mN，额定功率1.35千瓦。
资源舱对称布置4台HET-80霍尔推力器
霍尔推力器的原理通俗点说就是惰性气体与高速旋转的电子碰撞形成等离子体，进而高速喷出形成反作用力。此类推力器主要消耗电能和极少量惰性气体，但它形成的喷射速度却不容小觑，通常是运载火箭发动机的十倍，因此具有极高的比冲量。
霍尔推力器是电推进的一种，我国电推进产业可谓是厚积薄发的典型，首次在轨应用相较于其它航天强国晚了将近半个世纪，但由于积累扎实、产业链齐全、需求旺盛等多种因素刺激下近十年来空间电推进装备已经形成百花齐放的发展态势，在诸多领域实现了与世界最强的并跑甚至领跑。
实践-13卫星配置LIPS-200离子电推
2012年以来实践-9A、实践-13、实践-17、实践-20等多颗卫星相继应用电推动力，离子推力器、霍尔推力器两条技术路线并行发展，并辅以其他类型的电推技术路线，形成了LIPS、HET、LHT等多个系列化产品，尤其是去年20千瓦级霍尔推力器的点火成功将我国电推进事业推向了一个全新的发展阶段。
实践-20卫星配置的LIPS-300离子电推
霍尔推力器正是天宫空间站发挥后发优势的原创性应用成果，它是人类首次在载人航天领域应用电推进系统。国际空间站也曾有类似计划，但至今尚未实现。
天宫空间站为什么要应用霍尔推力器，它的优势有哪些？
1.节省传统推进剂用量，有效降低天舟货运飞船发射频次，提高空间站各类物资补给效率。
天和核心舱HET-80霍尔电推（实物）
推进剂是空间站的稀缺消耗性资源，消耗一部分就少一部分，用完了就要发射天舟货运飞船进行在轨补加。正如SpaceX公司猎鹰9号火箭芯一级的垂直回收一样，技术发展的目标是多快好省地服务工程任务，而不是相反。
霍尔电推在运行过程中可以有效补偿高空大气因素影响下的轨道衰减，由此带来一系列联动优势。
天舟货运飞船每两年仅需发射三次
2.有效缩减资源舱规模，为航天员在轨工作生活提供便利。天和核心舱凭借22.5吨的发射质量成为近十余年来人类发射的最大单体航天器，即便如此与它承担的职能相比还是不成正比。
天和核心舱
首先天和是空间站主控舱段，姿轨控任务自是不必多言，同时还是航天员工作与生活的主要舱段，配置了三个航天员独立使用的睡眠区，以及卫生区、用餐区、锻炼区等功能性区域。除此之外还配置了4个科研机柜，这是此前人类任何一个空间站核心舱都没有实现的能力，即主控舱段职能与科研实验职能的兼容。
天和核心舱内部视角
这还没有完，在天和核心舱小柱段外围还配置了一个长度达10.2米的大型七自由度空间站主机械臂，舱内也有相关控制操作台。
集多种功能于一身的天和核心舱按常理而言应当是十分拥挤的，然而事实上它却拥有50立方米的活动空间。得益于技术的后发优势相关部件的小型化设计与制造能力显然在国际空间站之上，然而HET-80霍尔电推的应用更是功不可没，因为此类推进器所需工质相较于传统推进剂规模更小。
HET系列霍尔电推部分产品
3.霍尔电推虽然推力小，但与之对应却有工作时间长、轨道调控更精确的优势。
天宫空间站设计寿命十年以上，并可基于类似国际空间站的在轨维修手段将实际使用寿命推向十五年、二十年等多个时间节点，霍尔电推的应用虽然优势多多，但也面临不少工程难题，最现实的问题就是寿命与工质补加。
为此我们的霍尔电推做了两手准备，首先是打铁还需自身硬，HET-80霍尔电推此前曾在一年多时间内完成了累积8241小时的长寿命试验任务。
HET-80霍尔电推地面运行测试
天和核心舱在轨可维修部件的比例要比国际空间站核心舱高出几个数量级，达到了80%的可维修比例，维修便利性也更高。
HET-80霍尔推力器自然也不例外，放大天和资源舱照片可以看到该推力器两侧有手柄装置，这是服务于航天员在轨维修的特殊设计。
HET-80霍尔电推配有便于拆卸的手柄
那么，电推工质如何补加呢？天舟货运飞船虽然具备在轨推进剂补加功能，但它是针对传统推进剂的补加，并不具备霍尔电推工质的补给功能。为此专门设计了可由航天员出舱更换的霍尔电推进发动机气瓶，解决了电推工质的在轨补加问题。
除了传统姿轨控动力以及霍尔电推之外，天宫空间站还具备推进剂零消耗条件下的姿态机动能力，这就要归功于天和核心舱大柱段与小柱段接壤处的6个控制力矩陀螺。
控制力矩陀螺
天宫空间站百吨级身板配置了23个科研机柜，与之相比400吨级的国际空间站则是31个科研机柜，前者用后者四分之一的体量在科研能力上实现了等量齐观，大型空间机械臂、实验舱机械臂等外部载荷也是应有尽有。
除此之外，天宫空间站还有拓展任务能力，规划再发射一个核心舱、两个实验舱，空间站最大规模可达180吨级，届时科研机柜数量将再翻一倍，综合科研能力相较于国际空间站将由等量齐观变成全面反超。
这就对空间站供电能力提出了更高要求，为什么呢？因为科研机柜是用电大户。
天和核心舱柔性太阳翼
为此天宫空间站应用了具有国际先进水平的三结柔性砷化镓太阳能电池翼，光电转换效率30%以上，发供电能力实现了与国际空间站的等量齐观，在拓展任务中还将增加一对核心舱电池翼。
天宫空间站70%发供电任务将由问天与梦天两个实验舱尾端短桁架上布置的单个展开面积达百平米的柔性三结砷化镓电池翼负担，该型电池翼自身具备二自由度对日指向能力，在运行过程中空间站也需要适时调整姿态服务对日指向。如果此类常态化对日指向姿态机动任务全部依靠姿控发动机，运行成本将会升高，此时大型控制力矩陀螺将发挥作用。
大型柔性太阳翼有对日指向需求
控制力矩陀螺不消耗推进剂只消耗电力，而电力对于天宫空间站而言属于可再生能源，其工作原理是通过转子高速旋转，并基于第二旋转轴输出力矩控制航天器的姿态机动，相较于传统姿控动力控制更平稳且精准。控制力矩陀螺与霍尔电推一样都可实现在轨维修与更换。
长征5B遥二火箭发射天和核心舱
遥想昔日地球上空礼炮系列空间站、天空实验室、和平号空间站、航天飞机、联盟载人飞船……你方唱罢他登场，而我们只是观众，如今正在建造的天宫空间站不仅预示着太空舞台的主角更替，寓意天下祥和的天和核心舱也掀开了人类载人航天历史的新篇章，这是一支生力军，同时它也将是面向未来的主力军。
