7 月 24 日,由航天科技集團五院抓總研製的空間站問天實驗艙,在海南文昌航天發射場由長征五號 B 運載火箭託舉升空,順利進入預定軌道,13 小時後,問天實驗艙與核心艙組合體成功交會對接。7 月 25 日 10 時 03 分,神舟十四號太空人乘組開啓問天實驗艙艙門,順利進入問天實驗艙。

問天實驗艙與天和核心艙

問天實驗艙與天和核心艙

 

問天實驗艙是天宮空間站的首個實驗艙段,也是未來太空人科研工作以及駐站生活的主要艙段。那麼,問天實驗艙究竟都有哪些功能呢?

一圖看懂問天實驗倉

一圖看懂問天實驗倉

問天實驗艙軸向全長達 17.9 米,最大直徑 4.2 米,發射重量約 23 噸,是中國目前最重、尺寸最大的單體飛行器。問天實驗艙由工作艙、氣閘艙、資源艙構成。在工作艙裏,配備了 8 個實驗機櫃,未來可以支持空間生命科學研究以及相應的一些變重力科學實驗。這個艙裏還有太空人睡眠區和衛生區,爲太空人提供居住、鍛鍊、飲食場所。

航天科技集團五院問天實驗艙電總體責任主任設計師樑曉鋒說:「核心艙裏面有 3 個睡眠區,而實驗艙裏面我們又佈局了 3 個睡眠區。這麼設計,主要就是爲了後續我們可以有 6 名太空人共同在軌進行居住,給他們提供一個更寬敞的工作、生活的空間。」

問天本次採用了「零窗口」發射。「零窗口」是指將發射時間誤差控制在一秒以內,大推力直接入軌相當於定點極速剎車。至於爲何要採用「零窗口」發射,航天科技集團一院長征五號 B 運載火箭總體副主任設計師劉秉說:「問天實驗艙需要與空間站天和核心艙進行交會對接,因此,必須在規定時間發射,也就是『零窗口發射,否則將無法到達指定位置,需要耗費巨大代價調整軌道;甚至導致發射終止,那就需要等待下一個發射窗口重新組織發射,嚴重影響任務週期。」

那麼「問天」都帶了什麼東西上天看望「天和」呢?在試驗載荷功能上,問天實驗艙裝載了 8 個實驗機櫃(包括生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃、變重力科學實驗櫃、科學手套箱、低溫存儲櫃以及 3 個爲後續預留的空置實驗櫃)和 22 個艙外載荷適配器,就像是把一個大型科學實驗室搬到了太空。

工作艙

工作艙

資源艙和人員專用氣閘艙

資源艙和人員專用氣閘艙

能支撐起這麼多模塊用電的是「問天」強大的「發電機」與「配電器」。航天科技集團五院問天實驗艙電總體主任設計師樑曉鋒介紹,問天實驗艙的每個太陽帆板展開面積約 110 平方米,大约相當於一套三室一廳的房子面積。兩個碩大的太陽帆板一起工作,可以有效收集更多太陽能,每天平均發電量超 430 度,爲空間站運行提供充足能源。

同「天和」一樣,問天實驗艙也搭載了一套機械臂。相比於「天和」配備的展開長度達 10 米、最大承載質量 25 噸的大機械臂,問天實驗艙的機械臂要顯得很小巧。問天實驗艙是空間站系統中艙外活動部件最多的艙體,大量的艙外設施設備需要更精細靈活的艙外操作。問天實驗艙氣閘艙外攜帶有一套 7 自由度、 5 米長的機械小臂,小巧且精度高,方便抓取中小型設備進行精細操作。此外,機械小臂還可與核心艙大臂形成 15 米長的組合臂,開展更多的艙外操作。

机械臂工作

機械臂工作

大臂與小臂串聯

大臂與小臂串聯

WT 機械臂

WT 機械臂

問天實驗艙的主要任務是進行生命科學和生物技術研究。生命生態實驗櫃將開展擬南芥、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實驗;生物技術實驗櫃開展細胞組織培養、空間蛋白質結晶與分析、蛋白與核酸共起源和空間生物力學等實驗;變重力科學實驗櫃支持開展微重力、模擬月球重力、火星重力等不同重力水平下的複雜流體物理、顆粒物質運動等科學研究。

讓我們一起期待天宮空間站建成之日吧!


素材來源:

[1] CMS

[2]新華社

 

 

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