問天幾何

朱國(guó)順

經(jīng)過13小時(shí)的太空飛行和狀態(tài)設(shè)置，2022年7月25日凌晨3時(shí)13分，長(zhǎng)征五號(hào)B發(fā)射的問天實(shí)驗(yàn)艙，與天和核心艙在近地軌道成功對(duì)接，中國(guó)兩個(gè)超過20噸的軌道艙段首次太空“握手”，神舟十四號(hào)三位航天員進(jìn)入問天實(shí)驗(yàn)艙。中國(guó)人的太空家園空間就此增加了一倍，接近100立方米。

這是中國(guó)推力最強(qiáng)火箭與世界最大單體載人航天器組合的首次太空之旅，既是中國(guó)航天工程能力的一次成功實(shí)踐，也是中國(guó)探索太空之路的重要一步。

這一步開始于7月24日14時(shí)22分。在海南文昌發(fā)射場(chǎng)，專用于中國(guó)載人航天工程空間站建設(shè)的長(zhǎng)征五號(hào)B，以超過1000噸的推力，托舉著問天實(shí)驗(yàn)艙升空。長(zhǎng)五B采用一級(jí)半構(gòu)型，一級(jí)芯級(jí)為兩臺(tái)50噸級(jí)的液氧液氫低溫發(fā)動(dòng)機(jī)YF-77，半級(jí)是捆綁四枚直徑3.35米的助推火箭，每枚兩臺(tái)120噸級(jí)YF-100液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)。長(zhǎng)五B推力之澎湃，改變了運(yùn)載火箭多級(jí)架構(gòu)入軌的常規(guī)，一級(jí)半“一舉”就能把20多噸的航天器送入太空。

長(zhǎng)五B此前已將超過22噸的天和核心艙送入太空，此次承載的問天實(shí)驗(yàn)艙重達(dá)23.5噸，是迄今中國(guó)發(fā)射最重的航天器，也是當(dāng)今世界最大單體載人航天器。它長(zhǎng)達(dá)17.9米，最大直徑4.2米，可以提供50立方米的艙內(nèi)空間。艙內(nèi)有8個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，可以進(jìn)行生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等領(lǐng)域的各項(xiàng)研究;艙外有22個(gè)載荷適配器，可以服務(wù)于各種新需求，只要有需要，外掛載荷通過適配裝置對(duì)接即可即插即用開展任意想做的研究。

問天實(shí)驗(yàn)艙主要用于太空各項(xiàng)研究工作。之所以有些研究必須在太空做，在于地球表面每個(gè)物體都會(huì)受到重力影響，加上無處不在的細(xì)菌、灰塵等，盡管有許多方法可以盡可能減少這些因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，但對(duì)于需要完全濾除這些影響的實(shí)驗(yàn)，就不能不進(jìn)入到太空做。

如果說天和核心艙是個(gè)起居間兼辦公室，那么問天實(shí)驗(yàn)艙就是一個(gè)“龐大”的多功能辦事大廳。為了裝上這座“大廳”，長(zhǎng)五B的整流罩高度達(dá)20.5米，直徑5.2米，容積有380立方米，換算成地面空間可容納五六百人，是中國(guó)最大的火箭整流罩。

問天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站三艙架構(gòu)的關(guān)鍵一步。一方面，它使得空間站有了寬敞的正式工作空間，可以開展多種類全方位的太空實(shí)驗(yàn)工作;另一方面，它與先前發(fā)射的天和核心艙互為控制備份，具備與天和核心艙基本一致的空間站組合體統(tǒng)一管理和控制能力。也就是說，既可以在天和核心艙管理控制全站，也可以在問天實(shí)驗(yàn)艙管理控制全站，使得空間站運(yùn)行安全系數(shù)大為提高。

問天實(shí)驗(yàn)艙還帶有資源艙，備有發(fā)動(dòng)機(jī)和大量推進(jìn)劑，既能為問天艙提供動(dòng)力，也能為空間站提供充沛的動(dòng)力來源。在問天資源艙后端，攜帶了我國(guó)最大的太空大型柔性太陽翼電池陣，全翼展長(zhǎng)達(dá)55米，單翼電池陣面積達(dá)110平方米，供電能力最大可達(dá)18千瓦，為開展各項(xiàng)工作提供了充足電源保障。它攜帶的一個(gè)七自由度小機(jī)械臂長(zhǎng)度為5米，既可以單獨(dú)使用，也能跟核心艙大機(jī)械臂組合使用，大大提升空間站機(jī)械臂的工作能力。

隨著問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙成功對(duì)接，再過兩個(gè)多月，主要面向微重力研究的夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，也將來到太空，加入中國(guó)空間站大家庭，年底前中國(guó)空間站“天宮”將完成整體架構(gòu)，運(yùn)行在傾角42—43度、距離地面400—450公里高度的近地軌道。屆時(shí)，將有6名中國(guó)航天員會(huì)師太空，開創(chuàng)中國(guó)航天史無前例的盛況。

隨著國(guó)際空間站臨近退役，再過幾年，中國(guó)“天宮”將成為太空中唯一常年有人照料空間站。以天和核心艙為中心，問天、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙為左膀右臂，神舟架起航天員天梯，天舟擔(dān)當(dāng)快遞小哥，中國(guó)人的太空家園“天宮”，將在太空中徐徐展開探秘太空的壯麗圖景。

問天幾何，遙看“天宮”。