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  • 梦天实验舱有这些新本领(筑梦“太空之家”——中国空间站建设记)

    时间:2022-11-03  来源:  作者:

    空间站在轨运行示意图 本文图片来源:中国载人航天工程办公室

    空间站在轨运行示意图 本文图片来源:中国载人航天工程办公室

    梦天实验舱的货物气闸舱

    梦天实验舱的货物气闸舱

    卫星在轨释放示意图

    卫星在轨释放示意图

    10月31日,长征五号B遥四运载火箭托举梦天实验舱升空。随后,梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。不久后,梦天实验舱将进行转位,届时中国空间站“T”字基本构型将在轨组装完成,“太空之家”建造任务即将完成,太空实验室完全投入运转指日可待。

    作为空间站“T”字基本构型的关键一环和太空实验室的重要组成部分,梦天实验舱有哪些本领?又有哪些新任务?

    货物运输的“国际港口”

    梦天实验舱全长17.88米,直径4.2米,由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成,可为航天员提供超过32立方米的工作与活动空间。作为中国空间站第二个科学实验舱以及国家太空实验室的重要组成部分,梦天实验舱与此前抵达并进入工作状态的问天实验舱长得很像,但又有不同之处。

    在构造上,梦天实验舱更加浑圆、流畅。梦天实验舱的工作舱通过对接机构与核心舱相连,航天员可在其中工作和锻炼,舱内的科学实验柜也安装在此;资源舱安装对日定向装置和柔性太阳翼;货物气闸舱和载荷舱则采用独特的“双舱嵌套”设计——气闸舱“藏”在载荷舱里,主要作为货物进出舱的专用通道。

    在功能上,梦天实验舱更“专注”。问天实验舱配置了可供航天员生活的睡眠区、卫生区,而梦天实验舱则纯粹是航天员工作的地方。不过,梦天实验舱内也配置了类似健身房划船机的抗阻锻炼设备。待“T”字基本构型在轨组装完成后,梦天实验舱将与其他两舱实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理,共同支持空间站开展更大规模的空间研究实验和新技术试验。

    如果说问天实验舱是可供航天员进出太空的“国际机场”,那么梦天实验舱就是货物运输的“国际货运港口”。

    梦天实验舱配置了货物气闸舱,并安装了载荷转移机构。专家介绍,此前空间站舱内外货物的转移和安装,主要通过航天员“出舱带货”的方式,载荷受到一定限制,航天员安全也面临考验。通过货物气闸舱和载荷转移机构,可以稳定将货物在舱内舱外转移,为航天员“减负”,为空间站后续开展各类舱外科学实验提供强大支持。

    同时,为满足将来更大尺寸、更大重量货物的进出舱需求,梦天实验舱的货物气闸舱还安装了一款方形舱门,宽度可达1.2米。舱门采用全自动弧形滑移设计,可以为货物的进出舱提供一条宽阔走廊。

    空间实验的“梦工厂”

    作为三舱中支持载荷能力最强的舱段,梦天实验舱被誉为空间实验的“梦工场”。

    问天实验舱主要面向空间生命科学研究,目前装载了8个实验柜。而梦天实验舱内配置有13个标准载荷机柜工位,主要面向微重力科学研究。

    专家介绍,为了最大化实现舱外实(试)验支持能力,梦天实验舱外还配置有37个载荷安装工位,可为各类科学实验载荷提供机、电、热、信息方面的能力支持,确保它们在太空环境下开展各类实(试)验。与此同时,载荷舱还配置有2个展开式暴露平台和1个固定式暴露平台,为载荷在轨工作提供机械接口,最大限度地拓展对载荷的支持能力。

    梦天实验舱内安装的实验柜包括空间科学研究与应用领域的超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜、高温材料科学实验柜、两相系统实验柜、流体物理实验柜、燃烧科学实验柜、在线维修装调操作柜等。其中,高精度时频实验柜是空间站中最复杂的实验柜,由两个舱内科学实验柜和4台舱外设备组成完整的实验系统。高精度时频实验系统将通过舱内不同特性原子钟组合,建成世界上在轨运行的精度最高的空间时间频率系统。

    专家介绍,目前通过梦天实验舱配置的8个科学实验柜,科学家已经在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等方面安排了约40项科学实验项目,并将根据实验规划持续开展在轨实验,预期能够产生一批具有国际影响的重大发现,揭示若干重要的科学规律,并同步推进应用和技术转移,推动中国空间科学整体水平的提升。

    作为一个全球性开放的平台,中国空间站也将成为持有合作和开放态度的人类太空之家。早在2019年,中国载人航天工程办公室和联合国外层空间事务办公室就联合宣布了中国空间站科学实验首批入选项目。如今,瑞士、波兰、德国、意大利等17个国家的科学实验项目被确定入选中国空间站。

    小卫星的“发射器”

    除了组建太空实验室之外,梦天实验舱还有很多新本领。

    梦天实验舱配置有微小卫星在轨释放机构,具备微小飞行器在轨释放的能力。航天员只需在舱内把立方星或微卫星填装到释放机构内,释放机构即可搭乘载荷转移机构将小卫星运送至舱外。出舱后,机械臂抓取释放机构运动到指定方向,像弹弓一样把小卫星弹射出去。这项新技术能满足百公斤级微小飞行器或多个规格立方星的在轨释放需求,让微卫星和立方星低成本进入太空,进一步增强空间站的综合应用效益。

    梦天实验舱和问天实验舱一样,配备了2套大型柔性太阳翼,单翼翼展长达27米,单套太阳翼展开面积达138平方米。设计团队首创“二次展开”技术,梦天实验舱升空后,先部分展开太阳翼以满足能量需求,对接完成后再全部展开。太空中的两双巨型“翅膀”,将为中国空间站打造最强劲的能量源泉,在空间站建成后为三舱组合体提供80%的能量。

    据专家介绍,梦天实验舱和问天实验舱在资源舱均配置安装了双自由度对日定向系统,可以根据空间站在轨运动姿态和太阳的角度,让太阳翼绕着实验舱轴和太阳翼轴进行转动,确保太阳光能够垂直照射在电池片上,实现最高发电效率。

    根据空间站建造计划安排,后续中国还将在文昌航天发射场发射天舟五号货运飞船,在酒泉卫星发射中心发射神舟十五号载人飞船。(本报记者 刘 峣)

    《 人民日报海外版 》( 2022年11月03日   第 09 版)

    关键词:梦天实验舱
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