圆梦天宫
■ 梦天实验舱昨日下午顺利升空入轨,主要用于开展空间科学与应用实验 ■ 将完成空间站“T”字基本构型组装,年底前建成中国空间站
2022-11-01 00:00来源:厦门日报

  梦天实验舱由四个舱段组成。(图/据中新网)

  长五搭载梦天实验舱升空。新华社发

  新华社海南文昌10月31日电 10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约8分钟后,梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。

  梦天实验舱是中国空间站第三个舱段,也是第二个科学实验舱,起飞重量约23吨,主要用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理。

  后续,梦天实验舱将按照预定程序与空间站组合体交会对接。完成有关功能测试后,梦天实验舱将与天和核心舱进行快速交会对接以及平面转位,完成空间站“T”字基本构型组装。神舟十四号航天员乘组已做好迎接梦天实验舱来访的准备。

  这是我国载人航天工程立项实施以来的第25次飞行任务,也是长征系列运载火箭的第446次飞行。

  根据空间站建造计划安排,后续我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等任务,年底前完成中国空间站建造。届时天和核心舱居中,问天和梦天实验舱分别连接于其上,核心舱可控制整个空间站组合体。空间站建造完成后,问天、梦天实验舱将是航天员的重要在轨工作场所,可开展密封舱内外的太空科学和技术实验。

  长啥样?

  气闸舱外还套载荷舱

  梦天实验舱由中国航天科技集团八院抓总研制。它由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四个舱段组成,舱体全长约17.9米,直径4.2米,发射质量约23吨。

  作为空间站的两个实验舱,“问天”和“梦天”是一对“孪生兄弟”,“长得很像”。它们的最前端均是工作舱,是航天员在太空的主要工作场所,通过对接机构与天和核心舱相连;尾端的资源舱作为“能源仓库”,安装了两副巨大太阳翼,可持续旋转、稳定对日,为空间站提供充足的能源支持。

  工作舱与资源舱的中间部分是气闸舱。梦天实验舱采用“套娃”设计,“肚子”更圆。问天实验舱呈“外方内圆”的视觉效果,圆柱形气闸舱外有个方形的外壳——舱外暴露实验平台;梦天实验舱则采用了“舱中舱”设计,在气闸舱外还套了一个更大直径的舱体——载荷舱,这让梦天实验舱的体型看起来更加浑圆。

  有什么技能?

  “自动门”方便货物进出舱

  作为我国空间站首个具有货物气闸舱的舱段,梦天实验舱将为空间站开展舱外科学实验带来全新“体验”。

  在没有货物气闸舱之前,一般是通过航天员“出舱带货”的方式进行舱内外货物的转移、安装,这种方式往往受到的限制较多,梦天实验舱货物气闸舱的应用,将为空间站后续开展各类舱外科学实验提供强大支持。

  梦天实验舱内还配置了一台载荷转移机构,可以稳定将货物进舱出舱。这台载荷转移机构的运送能力达400千克,与航天员“带货出舱”的方式相比,货物出舱能力进一步提升。

  同时,梦天实验舱的货物气闸舱上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。这是方形自动舱门首次亮相中国空间站,也是世界首个全自动弧形滑移方舱门。

  此外,梦天实验舱具备微小飞行器在轨释放的能力,将作为开放合作平台进一步增强空间站的综合应用效益。其配置的微小飞行器在轨释放机构,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。

  做哪些实验?

  主要面向微重力科学研究

  梦天实验舱作为“工作室”,是三舱中支持载荷能力最强的舱段,其中配置了13个标准载荷机柜,主要面向微重力科学研究。此外,梦天实验舱还配置了两个展开式暴露平台和一个固定式暴露平台。两个展开式暴露平台一个对天、一个朝地,加上对地方向的固定式暴露平台,共可提供37个舱外标准载荷工位。

  据悉,中科院联合优势力量研制的8个科学实验柜随梦天实验舱进入太空,里面配置了不少先进的实验“神器”,将在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等研究中发挥作用。

  其中,高精度时频实验柜通过不同特性的原子钟组合,将建成世界上在轨运行的精度最高的空间时间频率系统。高温材料科学实验柜可支持开展高温金属及合金材料、先进半导体材料、功能晶体材料、复合材料、生物纳米材料、能源材料和新型特种材料的熔体生长和凝固科学实验。同时,为了更好地研究微重力环境中流体的运动规律,此次梦天实验舱专门搭载了流体物理实验柜。

  如何对接?

  克服两大难点“万里穿针”

  此次梦天实验舱成功发射后,将与空间站组合体交会对接,如“万里穿针”般上演更高难度的“太空之吻”。

  据介绍,梦天实验舱与三个月前发射的问天实验舱个头差不多,但是交会对接过程却是“难上加难”。为了解决两大难点,制导导航与控制(GNC)系统在其中发挥了重要作用。

  第一个难点也是此次交会对接任务的最大危险点,因梦天实验舱入轨后太阳与轨道夹角较大,太阳翼发电量不足以补充耗电量,如果不能在规定时间内完成交会对接,就需要中断自主交会对接过程而紧急调整梦天实验舱的姿态,使其连续对日定向来保证能源供应。

  第二个难点是梦天实验舱交会对接时组合体是“L”构型的非对称构型,与问天实验舱交会对接时组合体对称构型不同,这显著增加了空间站在轨姿态控制的难度。

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