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2023-01-31
中國空間站迎來首個實驗艙！問天成功發(fā)射，刷新多項紀(jì)錄，將與天和完成“一”字構(gòu)型
更新時間：2022-07-24 15:20:38作者：佚名
北京時間7月24日14時22分，由航天科技集團(tuán)五院抓總研制的空間站問天實驗艙，在文昌航天發(fā)射場由長征五號B運(yùn)載火箭托舉升空，順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。
問天成功發(fā)射
之后，它將與天和核心艙完成前向?qū)?，完成“一”字?gòu)型，這是中國空間站首次在有人狀態(tài)下迎接航天器的來訪。
問天實驗艙作為我國空間站的首個實驗艙，將與天和核心艙、夢天實驗艙共同承擔(dān)起建設(shè)國家太空實驗室的重要使命。其主要任務(wù)是具備空間站組合體統(tǒng)一管理和控制能力，以及與核心艙進(jìn)行交會對接、轉(zhuǎn)位和停泊的能力；支持航天員在軌駐留，提供專用氣閘艙和應(yīng)急避難場所，保證航天員安全；支持開展密封艙內(nèi)、艙外科學(xué)實驗和技術(shù)試驗。
視頻畫面
問天實驗艙體型巨大、功能強(qiáng)大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、指標(biāo)先進(jìn)，在我國航天器研制歷程中創(chuàng)下多個新紀(jì)錄，稱得上“更大、更強(qiáng)、更全、更優(yōu)、更細(xì)”。
身高體重更大
3個睡眠區(qū)1個衛(wèi)生間，支撐6名航天員在軌輪換
問天實驗艙由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成，艙體總長17.9米，直徑4.2米，發(fā)射重量達(dá)23噸，這與北京地鐵13號線列車的一節(jié)車廂差不多，是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動飛行器。
問天實驗艙的工作艙是迄今我國最大、世界第二大單密封艙體。艙內(nèi)設(shè)有3個睡眠區(qū)、1個衛(wèi)生區(qū)。問天實驗艙與天和核心艙完成對接后，中國空間站將更加溫馨舒適，“床位”數(shù)增加到6個。后續(xù)神舟十五號載人飛船發(fā)射后，神舟十四號、神舟十五號兩個乘組的6名航天員將實現(xiàn)“太空會師”，空間站將“滿客”運(yùn)行。
問天實驗艙還配備了一對雙自由度柔性太陽帆板，全部展開后的翼展超過55米，比半個足球場還要長，這也刷新了我國航天器在軌使用太陽帆板的面積紀(jì)錄。
系統(tǒng)功能更強(qiáng)
與天和互為備份，航天員出“臥室”就能“上班”
問天實驗艙是一個集平臺功能與試驗載荷功能于一體的“全能型”選手。
平臺功能方面，問天實驗艙與天和核心艙互為備份，關(guān)鍵平臺功能一致，可以完全覆蓋空間站組合體工作要求。也就是說，當(dāng)天和核心艙“想休息”的時候，問天實驗艙也能頂上。
問天實驗艙不僅保障航天員在軌長期駐留，而且提供專用氣閘艙和應(yīng)急避難場所，保證航天員安全。這些讓中國空間站的在軌運(yùn)行風(fēng)險更加可控，在軌長壽命運(yùn)行更加可靠。
在試驗載荷功能上，問天實驗艙裝載了8個實驗機(jī)柜、22個艙外載荷適配器，就像是把一個大型科學(xué)實驗室搬到了太空。航天員在問天實驗艙工作，出了“臥室”就能“上班”。中國人也能在太空開展大規(guī)?？臻g科學(xué)實驗了。
問天實驗艙的太陽帆板面積大、柔性也大，帶著這樣大的一對“軟翅膀”進(jìn)行交會對接，控制難度之高堪稱空前。
視頻截圖
為了降低系統(tǒng)復(fù)雜性和在軌風(fēng)險，問天實驗艙實現(xiàn)了多個系統(tǒng)功能創(chuàng)新，如采取太陽帆板二次展開方案，發(fā)射后先展開約五分之一的長度，待對接完成后再展開到位。這提高了可控性，能夠確保問天實驗艙盡快到達(dá)母港。
能源保障更足
日發(fā)電量足夠一戶北京家庭用上一個半月
問天實驗艙的能源管理系統(tǒng)十分強(qiáng)大，自帶高性能“發(fā)電機(jī)”與“配電器”。
其攜帶的每個太陽帆板展開面積約110平方米，差不多相當(dāng)于一套三室一廳房子的面積。兩個碩大的太陽帆板一起工作，每天平均發(fā)電量超過430度，這足夠一個普通北京家庭用上一個半月。
空間站在軌建造完成后，天和核心艙的一個太陽帆板將轉(zhuǎn)移到問天實驗艙資源艙的尾部，天和核心艙將“專心致志”地進(jìn)行空間站管理工作，而問天實驗艙將成為名副其實的“主發(fā)電站”。屆時，問天實驗艙的3條能源母線將發(fā)揮更大作用，為組合體源源不斷地供電送能。
出艙氣閘更優(yōu)
航天員進(jìn)出更方便，實驗載荷“即插即用”
在問天實驗艙中，氣閘艙的視覺效果十分獨特，外方內(nèi)圓，是空間站系統(tǒng)唯一一個看上去是方形的艙體。里面圓柱狀的，正是航天員開展出艙活動時的“更衣間”——出艙氣閘。問天實驗艙配備的“更衣間”空間更大，航天員在這里作出艙準(zhǔn)備和艙外返回時可以更舒展、更從容，未來將成為整個空間站系統(tǒng)的主要出艙通道。
出艙氣閘還有一個直徑達(dá)1米的大門。航天員從這里進(jìn)進(jìn)出出，不僅更加方便，還能攜帶大個頭的設(shè)備出艙工作，艙外工作能力將大大提升。
出艙氣閘的外面，是一個看上去像方形的外殼。這是艙外暴露實驗平臺，上面配置了22個標(biāo)準(zhǔn)載荷接口，其中一部分還配備了流體回路溫度控制。未來十年，在空間站搭載的科學(xué)實驗載荷，可以通過機(jī)械臂精準(zhǔn)“投送”到各自對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)載荷接口位置，“即插即用”，不再需要航天員出艙進(jìn)行人工操作了。
艙外操作更細(xì)
“小臂+大臂”可在三艙組合體之間爬行
問天實驗艙是空間站系統(tǒng)中艙外活動部件最多的艙體，大量艙外設(shè)施設(shè)備將更好保障出艙活動，也為更精細(xì)的艙外操作提供了支持。
問天實驗艙將在氣閘艙外攜帶一套5米長的“小臂”。這套7自由度的機(jī)械臂小巧、精度高，“小手”方便抓取中小型設(shè)備，做更為精細(xì)的操作。小臂還可以與核心艙大臂級聯(lián)成15米長的組合臂，開展更多的艙外操作。屆時，組合臂能夠在天和、問天、夢天組成的空間站三艙組合體之間爬行，“機(jī)甲戰(zhàn)士”可控制的艙外范圍更大了。
在問天實驗艙的艙外，還設(shè)置了2臺云臺燈、4臺高清攝像機(jī)，能夠一邊打光追光、一邊拍攝錄制。通過它們，航天員出艙活動時，地面測控人員得以更清楚地看到、時刻關(guān)注到，從而為他們提供更及時的安全保障。另外，它們還能在太空中拍攝許多“壁紙大片”“唯美視頻”，將美輪美奐的地球和外太空呈現(xiàn)在世人面前。
作者：許琦敏
圖片：央視頻截圖