中国空间站为什么不采用桁架式结构?
首先，我们得先理解什么是桁架式结构，以及它在国际空间站上的作用。
桁架式结构，顾名思义，就是用许多短小的杆件按照一定的几何形状（通常是三角形）连接而成的骨架。在国际空间站上，桁架承担着非常重要的角色。它就像一条巨大的“脊梁”，贯穿了整个空间站的主体。最核心的功能包括：
支撑太阳能电池板： ISS的太阳能电池板非常庞大，为了能够最大程度地接收阳光，它们需要伸展开来，并且可以根据太阳的位置进行调整。桁架提供了坚固且足够长的支撑臂，能够承载这些巨大的太阳能翼，并且将它们伸展到远离站体本体的地方，以避免互相遮挡。
承载大型设备： 除了太阳能电池板，还有其他一些大型设备，比如机械臂（Canadarm2）、生命支持系统的一些组件、通信天线等等，也安装在桁架上。桁架提供了稳定且方便连接的平台。
连接各个舱段： 桁架通过转接节点，将国际空间站的各个居住舱、实验舱、对接舱等连接起来，形成一个整体。
那么，为什么中国空间站没有走这条路呢？
这涉及到中国空间站的几个核心设计理念和技术抉择，我们可以从以下几个方面来分析：
1. 设计理念的差异：
国际空间站（ISS）： ISS的设计是逐步扩展、迭代升级的。最初它是由多个独立的载人航天器组成，随着时间的推移，通过多次发射任务，将各个舱段和桁架部件送入轨道，然后在太空中进行组装。这种方式的优势在于灵活性高，可以根据需要增加功能和规模。桁架结构非常适合这种“拼装”模式，它提供了一个长长的框架，可以像火车车厢一样，将各个功能舱段连接上去。
中国空间站（天宫）： 天宫空间站的设计目标是构建一个更紧凑、更高效、更一体化的组合体。虽然它也需要进行在轨组装，但其初期设计就考虑了“一主两辅”的基本构型，并且后续会扩展。中国空间站的设计更侧重于模块化，但模块之间的连接方式更加直接和紧凑。核心舱作为整个空间站的“大脑”和“心脏”，已经集成了大量的生命支持、姿态控制、通信等功能。实验舱（问天、梦天）的对接方式是直接插入核心舱，或者通过节点舱与核心舱对接，形成了一个相对更紧密的整体。
2. 太阳能电池板的设计：
ISS的太阳能电池板非常庞大，以至于需要伸出桁架才能获得最佳的照明角度和避免遮挡。而中国空间站的太阳能电池板设计更加紧凑，它们直接安装在实验舱的“肩部”，并且可以像“花瓣”一样展开。这种设计不需要一个巨大的外部桁架来支撑，因为电池板本身的展开角度和位置设计，已经能够满足大部分的能源需求。而且，通过巧妙的构型设计，可以最大限度地减少舱段之间的遮挡。
3. 机械臂系统的集成：
ISS的机械臂（Canadarm2）非常长，需要依托在桁架上进行操作。中国空间站也有非常强大的机械臂系统，例如“天和”核心舱配备的“机械臂”。但它的设计更加灵活，可以从一个舱段转移到另一个舱段，甚至可以与组合机械臂（包括问天实验舱的机械臂）协同工作。这些机械臂的设计更多的是考虑其自身的可操作性和灵活性，而不是必须依附于一个固定的、贯穿式的桁架。
4. 结构和稳定性的考量：
桁架结构虽然能够提供强大的支撑，但其本身也非常庞大且质量不小。将其送入轨道，并且在太空中精确对接和组装，技术难度非常高，成本也随之增加。中国空间站的设计追求的是在满足功能需求的前提下，优化整体的质量和结构复杂度。
中国空间站的设计，将主要的结构支撑和功能集成在了核心舱中。实验舱的对接方式，通过结构强度更高的节点进行连接，能够保证整个空间站的整体稳定性和刚性。这种设计在一定程度上可以简化对接过程，并且减少了额外的大型桁架结构带来的复杂性。
5. 成本和发射能力的限制：
将一个庞大的桁架结构送入轨道，需要多次高强度的发射任务。每一次发射都是成本和风险的叠加。中国空间站的设计，充分考虑了中国现有的运载火箭能力和发射成本。采用更紧凑、更集成的设计，可以减少所需的发射次数，降低整体的成本。
6. 未来扩展的灵活性：
虽然中国空间站不像ISS那样有贯穿式的桁架，但其“一主两辅”的基本构型，以及节点舱的设计，也为未来的扩展留下了空间。例如，未来可以对接更多的实验舱，或者在特定位置增加功能舱段，通过节点舱进行连接，形成新的构型。这种模块化连接的方式，也提供了一定的灵活性。
总结一下，中国空间站不采用桁架式结构，并非是“不好”或者“不行”，而是基于对自身设计理念、技术实力、成本效益、任务需求以及未来发展方向的综合考量。
核心舱+实验舱的组合式设计 更符合中国空间站追求的紧凑、高效、一体化的目标。
改进的太阳能电池板和机械臂设计 使得不需要庞大的外部桁架来支撑这些关键设备。
更优化的结构集成和模块化连接 简化了在轨组装过程，降低了成本和技术难度。
这种选择，体现了中国航天在空间站设计上的一种创新思路，是根据自身情况和发展目标做出的最优解。每种设计都有其优势和劣势，关键在于是否能最好地服务于其预设的目标。
网友意见
因为用不到
ksp资深宰人航天工程师强答
桁架好处有
1 方便模块化拓展 可以很轻松做出超大规模的空间站 并且避免出现和平太阳能板遮挡的缺陷
2 桁架配合移动式机械臂 可以安装对接无动力设备 适合航天飞机转运货物
3 桁架对于复杂 大量舱室空间站刚性等力学特性提升大 代价低 iss设计初衷服务于多国 可能当初考虑会有比目前更多的舱段
那么对于我们来说
1 太阳能板技术提升了 没必要那么大面积 不需要用桁架拓展
2 目前的机械臂工作覆盖率已经无死角 也赖于技术提升 没必要装桁架 并且我们没有航天飞机或其他轨间载具 打上去的都是飞船或者带动力舱段 自己对接就完了
3 以单国主导为主 舱段设计更多考虑大舱少量 规模控制合理的多 没必要通过桁架死重加强强度
最后补充一句 目前技术角度 300-500t级别桁架开始产生优势 而对于我国目前需求 没必要承担桁架式额外的死重和建设难度
大家可以看到，国际空间站的桁架只是用来安装太阳能电池板和散热片的。
当初，国际空间站的太阳能电池效率较低，只有15%左右。
因此，仅止空间站部分的外表面直接按装，不足以提供足够的空间安装太阳能电池板。
用桁架扩大面积后，太阳能电池输出功率100千瓦左右。
而我国现在空间站的在太阳能电池效率超到30%。太阳能板的面积只有国际空间站的一半，输出功率达到80千瓦。
理论上现在国际空间站也可以采用高效率的太阳能电池板，但是，桁架方案在20年前的设计之初就已经确定了。
下面是太阳能电池板效率随着年份提高的变化规律。
可见，在1998年国际空间站开始建造的时候，太阳能电池板的平均效率或主流技术在16%左右。虽然那个时候最高效率已经能达到30%，但是可靠性、稳定性不一定够，所以并不会采用最高效率的方案）。
而到了2020年，太阳能电池板的平均效率或主流技术已经达到30%，最高已经达到48%。同理，效率最高的可靠性、稳定性不一定够，所以我们也没有采用最高效率的方案。
另外，对于任何一个物体或物件：
体积越小，外表比面积越大；
体积越大，外表比面积越小。
以球体为例，比面积计算为(4pi*r^2/(4*pi*r^3/3))=3/r，r为半径。
可见半径越大，外表比面积越小。
国际空间体积比我们大，外表比面积就小，外表安装太阳能电池的空间就不够。所以只能采用桁架扩大外部使用面积，用来安装太阳电池板。
将来我们如果建设更大规模的空间站，桁架结构也是不可避免的。
发射不是主要问题。杵架结构实际上重量不大，可以折叠。
既然没人敢动铁幕宣传，官方也低调称自己为比ISS低一代的第三代空间站，那我就越俎代庖，戳穿一下吧。
如果ISS敢宣传为第四代，那么我们就该是第五代。
第五代的中国空间站，用霍尔电推+柔性太阳能电池板，取代了ISS为支撑所需对应功能的上一代产品，而不得不采用的庞大桁架。
必须要用的桁架，发射和安装费用高昂，因为这玩意儿每次发射的机构单元，必须要限制在一个相当有限的范围内，而且还得靠航天员出仓，进行高体能消耗的大量安装工作。
因为我们有了可靠的霍尔电推+柔性太阳能电池板的自主动力、高度集成化舱段，就可以取代ISS当初靠航天飞机推动无动力舱段，必须靠桁架支撑整体结构，以及笨重太阳能供电和散热设备，这些同样必须靠桁架来支撑结构的现实。
第三代空间站（和平空间站）：通过模块化舱段进行太空对接组合的空间站
第四代空间站（国际空间站）：以桁架为供电部门、动力部门、模块化舱段提供支撑结构的空间站
第五代空间站（天宫空间站）：自主动力、高度集成化舱段的组合空间站
我们的宣发，低调的把自己划入三代，然后干出来的却是基于第三代，绕过第四代，超越第四代的迭代工作。
第五代方案，一旦美国人用了，那顺理成章就是第五代了，然而，“不幸”的是中国用了，只得沦为“落后”技术。因此，未来的美国环月空间站，大概率就不太会宣传自己是迭代后的第五代了。
没有需求。太空站用途本来就非常有限。建设那么大干嘛？
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