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    科普信息網

    世界熱訊:問天實驗艙成功“問天”!

    發布時間:2022-07-25 09:46:00 來源:中國科普網 責任編輯:caobo

    7月24日14時22分,由中國航天科技集團五院抓總研制的空間站問天實驗艙,在文昌航天發射場由長征五號B運載火箭托舉升空,順利進入預定軌道,太陽帆板完成一次展開。發射任務取得圓滿成功,問天實驗艙成功“問天”。

    之后,問天實驗艙將與天和核心艙完成前向對接,完成“一”字構型。


    (相關資料圖)

    問天實驗艙是中國天宮空間站的首個實驗艙,主要任務是具備空間站組合體統一管理和控制能力,具備與核心艙進行交會對接、轉位和停泊的能力;支持航天員在軌駐留,提供專用氣閘艙和應急避難場所,保證航天員安全;支持開展密封艙內、艙外科學實驗和技術試驗。

    問天實驗艙體型巨大、功能強大、結構復雜、指標先進,凝結著無數人的智慧與心血,在我國航天器研制歷程中創下多個新記錄,是中國航天奮力實現高水平自立自強取得的又一重大成就。

    現役在軌最重的單艙主動飛行器

    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,發射重量達23噸。這塊頭和分量,跟北京地鐵13號線的一節列車車廂差不多,是全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器。

    空間站問天艙研制圖(航天科技集團五院提供)

    問天實驗艙的工作艙是迄今我國最大單密封艙體。艙內設有3個睡眠區、1個衛生區。完成對接后,中國空間站的“床位”數將增加到6個,為后續神舟十四號、神舟十五號兩個乘組、6名航天員實現“太空會師”奠定基礎。

    集平臺與試驗載荷功能于一體

    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,在天和核心艙“想休息”的時候,問天實驗艙也能“帶你一起飛”。

    除了保障航天員在軌長期駐留,問天實驗艙提供了專用氣閘艙和應急避難場所,讓中國空間站的在軌運行風險更加可控,在軌長壽命運行更加可靠。

    在試驗載荷功能上,該艙裝載了8個實驗機柜、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。

    日發電量夠普通家庭用一個半月

    問天實驗艙的能源管理系統十分強大,自帶高性能“發電機”與“配電器”。

    該艙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;每個太陽帆板展開面積與一套三室一廳面積相當。2個碩大的太陽帆板一起工作,將有效收集更多太陽能,每天平均發電量超過430度,為空間站運行提供充足的能源。這個日發電量足夠一個北京普通家庭用上一個半月。

    不過,帶著這么大的一對“軟翅膀”進行交會對接,控制難度之高堪稱空前。為降低系統復雜性和在軌風險,問天實驗艙也相應地實現了多個系統功能創新,比如采取太陽帆板二次展開方案,發射后先展開約五分之一的長度,待對接完成后再展開到位,以提高可控性,保證任務成功。

    空間站在軌建造完成后,天和核心艙的一個太陽帆板將轉移到問天實驗艙資源艙尾部。屆時,天和核心艙將專注于空間站管理工作,而問天實驗艙將成為名副其實的“主發電站”。

    氣閘艙外方內圓有乾坤

    在問天實驗艙中,氣閘艙的視覺效果十分獨特,是空間站系統唯一一個看上去是方形的艙體。其實它外方內圓,里面的圓柱狀空間,是航天員開展出艙活動時的“更衣間”——出艙氣閘。未來這里將成為整個空間站系統的主要出艙通道。

    出艙氣閘還有一個直徑達1米的大門,航天員從這里進出不僅更加方便,還能攜帶大個頭的設備,讓艙外工作能力大大提升。

    出艙氣閘外面的方形外殼,是艙外暴露實驗平臺,上面配置了22個標準載荷接口,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實驗載荷,可以通過機械臂精準“投送”到自己對應的標準載荷接口位置,無需航天員出艙進行人工操作。

    支持更精細的艙外操作

    問天實驗艙是空間站系統中艙外活動部件最多的艙體,大量艙外設施設備能更好保障出艙活動,為更精細的艙外操作提供支持。

    該艙還在攜帶了一套5米長、7自由度的小機械臂,其小巧、精度高,方便抓中小型設備,完成精細操作。小臂還可以與核心艙大臂形成15米長的組合臂。未來,組合臂能夠在天和、問天、夢天三艙組合體之間“爬行”,開展更多艙外操作。

    問天實驗艙艙外還設置了2臺云臺燈、4臺高清攝像機,能夠一邊打光追光、一邊拍攝錄制。通過它們,地面測控人員可以更清楚地關注航天員出艙活動。它們還能拍攝更多太空大片。

    標簽: 試驗載荷 一個半月 中國航天

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