“问天”冲天，助力“天和”——简述问天实验舱何能“问天”

7 月 24 日，由航天科技集团五院抓总研制的空间站问天实验舱，在海南文昌航天发射场由长征五号 B 运载火箭托举升空，顺利进入预定轨道，13 小时后，问天实验舱与核心舱组合体成功交会对接。7 月 25 日 10 时 03 分，神舟十四号航天员乘组开启问天实验舱舱门，顺利进入问天实验舱。

问天实验舱与天和核心舱

一图看懂问天实验仓

问天实验舱是中国空间站的首个实验舱段，也是未来航天员科研工作以及驻站生活的主要舱段。那么，问天实验舱究竟都有哪些功能呢？

问天实验舱轴向全长达 17.9 米，最大直径 4.2 米，发射重量约 23 吨，是中国目前最重、尺寸最大的单体飞行器。问天实验舱由工作舱、气闸舱、资源舱构成。在工作舱里，配备了 8 个实验机柜，未来可以支持空间生命科学研究以及相应的一些变重力科学实验。这个舱里还有航天员睡眠区和卫生区，为航天员提供居住、锻炼、饮食场所。

航天科技集团五院问天实验舱电总体责任主任设计师梁晓锋说：“核心舱里面有 3 个睡眠区，而实验舱里面我们又布局了 3 个睡眠区。这么设计，主要就是为了后续我们可以有 6 名航天员共同在轨进行居住，给他们提供一个更宽敞的工作、生活的空间。”

问天本次采用了“零窗口”发射。“零窗口”是指将发射时间误差控制在一秒以内，大推力直接入轨相当于定点极速刹车。至于为何要采用“零窗口”发射，航天科技集团一院长征五号 B 运载火箭总体副主任设计师刘秉说：“问天实验舱需要与空间站天和核心舱进行交会对接，因此，必须在规定时间发射，也就是‘零窗口’发射，否则将无法到达指定位置，需要耗费巨大代价调整轨道；甚至导致发射终止，那就需要等待下一个发射窗口重新组织发射，严重影响任务周期。”

那么“问天”都带了什么东西上天看望“天和”呢？在试验载荷功能上，问天实验舱装载了 8 个实验机柜（包括生命生态实验柜、生物技术实验柜、变重力科学实验柜、科学手套箱、低温存储柜以及 3 个为后续预留的空置实验柜）和 22 个舱外载荷适配器，就像是把一个大型科学实验室搬到了太空。

工作舱

资源舱和人员专用气闸舱

能支撑起这么多模块用电的是“问天”强大的“发电机”与“配电器”。航天科技集团五院问天实验舱电总体主任设计师梁晓锋介绍，问天实验舱的每个太阳帆板展开面积约 110 平方米，大约相当于一套三室一厅的房子面积。两个硕大的太阳帆板一起工作，可以有效收集更多太阳能，每天平均发电量超 430 度，为空间站运行提供充足能源。

同“天和”一样，问天实验舱也搭载了一套机械臂。相比于“天和”配备的展开长度达 10 米、最大承载质量 25 吨的大机械臂，问天实验舱的机械臂要显得很小巧。问天实验舱是空间站系统中舱外活动部件最多的舱体，大量的舱外设施设备需要更精细灵活的舱外操作。问天实验舱气闸舱外携带有一套 7 自由度、5 米长的机械小臂，小巧且精度高，方便抓取中小型设备进行精细操作。此外，机械小臂还可与核心舱大臂形成 15 米长的组合臂，开展更多的舱外操作。

机械臂工作

大臂与小臂串联

WT 机械臂

问天实验舱的主要任务是进行生命科学和生物技术研究。生命生态实验柜将开展拟南芥、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验；生物技术实验柜开展细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析、蛋白与核酸共起源和空间生物力学等实验；变重力科学实验柜支持开展微重力、模拟月球重力、火星重力等不同重力水平下的复杂流体物理、颗粒物质运动等科学研究。

让我们一起期待中国空间站建成之日吧！

素材来源：

[1] CMS

[2]新华社