天宮升格“三室兩廳”

紀(jì)中展

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)定向攝影機(jī)拍攝的畫面。

2022年10月31日，中國(guó)空間站第三大艙段夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射成功，于11月1日4時(shí)27分，成功對(duì)接至天和核心艙前向端口，整個(gè)過(guò)程歷時(shí)約13小時(shí)。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，名字取自唐代詩(shī)人李賀的《夢(mèng)天》，是中國(guó)空間站“天宮”的重要組成部分，由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙、資源艙等四艙構(gòu)成，直徑4.2米，長(zhǎng)度17.9米，發(fā)射質(zhì)量約23噸，加壓空間110立方米，航天員活動(dòng)空間32立方米。

作為空間站的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙主要面向微重力科學(xué)研究，配置了流體物理、基礎(chǔ)物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)等多學(xué)科方向、共計(jì)12臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，從而研究材料沒有重力時(shí)會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象，反過(guò)來(lái)促進(jìn)地面上材料科學(xué)的研究、材料的加工，提升效率、提高質(zhì)量。此外，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙還配置了艙外實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和小型機(jī)械臂，幫助航天員在艙外進(jìn)行太空輻射和空間物理等方面的科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。

在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙經(jīng)過(guò)發(fā)射、對(duì)接、轉(zhuǎn)位之后，中國(guó)空間站三大在軌模塊——天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙組成的“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成，分工清晰。最早發(fā)射的天和核心艙是整個(gè)空間站管理和控制中心；問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的重點(diǎn)是生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)；夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙則進(jìn)行物理方面的研究。

中國(guó)空間站整站的功能被系統(tǒng)分解到3個(gè)艙段。3艙在同一平面，兩個(gè)尺寸、質(zhì)量大體一致的實(shí)驗(yàn)艙對(duì)向布置，形成T字的一橫，由于各自資源艙末端配置雙自由度太陽(yáng)翼驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，兩對(duì)大型太陽(yáng)翼成為T字一橫遠(yuǎn)端的兩個(gè)“大風(fēng)車”，空間站以任何姿勢(shì)飛行都能“曬”上太陽(yáng)，從而獲得高效的發(fā)電效果；兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙分別位于T字一橫的端頭，正常工作泄壓或異常隔離時(shí)均不影響其他密封艙段構(gòu)成連貫空間，因此保證了安全性。

T字一豎的核心艙保持著前、后、下三向?qū)幽芰?。后向?qū)迂涍\(yùn)飛船，使得組合體可以直接利用貨運(yùn)飛船的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行軌道機(jī)動(dòng)；前向、徑向兩個(gè)對(duì)接口不僅可以接納兩艘載人飛船實(shí)現(xiàn)輪換，還可以讓載人飛船在軌道面內(nèi)沿飛行方向和軌道半徑方向直接對(duì)接，無(wú)需對(duì)接后再轉(zhuǎn)換對(duì)接口。

T型空間站是中國(guó)目前在軌運(yùn)行質(zhì)量最大的航天器組合體，總計(jì)部署25臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，這也意味著中國(guó)空間站第一階段的建設(shè)基本完成，進(jìn)入實(shí)用階段。接下來(lái)，航天員會(huì)全面測(cè)試夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，并出艙作業(yè)，完成外部設(shè)備的安裝。此后，航天員還會(huì)進(jìn)行包括實(shí)驗(yàn)設(shè)備材料、生活物資和燃料的補(bǔ)給等工作。

雖然問(wèn)天和夢(mèng)天兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙都設(shè)置了氣閘艙，但問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙是航天員出艙的主要通道，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙則承擔(dān)著整個(gè)空間站貨物、載荷等進(jìn)出艙的任務(wù)。

夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙對(duì)接安裝測(cè)試完成后，再有需要艙外安裝的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，可以通過(guò)貨運(yùn)飛船運(yùn)送到空間站，然后通過(guò)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙把載荷送到艙外，由機(jī)械臂或者航天員把它安裝到艙外平臺(tái)。這將大幅度提高航天員進(jìn)出艙操作的效率和安全性。

三個(gè)實(shí)驗(yàn)艙加上神舟飛船與天舟飛船，意味著中國(guó)擁有了一個(gè)航天員長(zhǎng)期駐留的“三室兩廳”空間站平臺(tái)。