光明日報記者 章文 方曲韻

　　當(dāng)海南文昌迎來一年中最熱的時節(jié)之時，天宮也迎來了一份特殊的“禮物”。

　　7月24日14時22分，文昌航天發(fā)射場。碧海藍(lán)天，椰風(fēng)習(xí)習(xí)。長征五號B遙三運載火箭搭載中國空間站問天實驗艙在文昌航天發(fā)射場順利升空，艙體順利進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。

　　中國人距離建成自己的空間站，又前進一步！

　　之后，問天實驗艙將與天和核心艙進行前向?qū)樱瓿伞耙弧弊謽?gòu)型。這是中國空間站首次在有人的狀態(tài)下迎接航天器的來訪。

　　把實驗室搬到了太空

　　“就像是把一個大型科學(xué)實驗室搬到了太空！”載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總師、中科院空間應(yīng)用中心研究員呂從民介紹，作為中國空間站首個科學(xué)實驗艙，也是國家太空實驗室的重要組成部分，問天實驗艙將為航天員在軌工作生活提供更大空間，也為空間科學(xué)研究提供更大平臺。

　　“問天實驗艙以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)、空間應(yīng)用新技術(shù)試驗等領(lǐng)域規(guī)劃部署了研究主題。通過這些科學(xué)項目的實施，關(guān)注生命生長發(fā)育和人的健康，探索人類長期太空生存所面臨的一系列科學(xué)問題?！眳螐拿裾f，以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙為基本構(gòu)型的天宮空間站完成建造后，將意味著國家太空實驗室建成，并開展長期、多領(lǐng)域、大規(guī)模空間科學(xué)與應(yīng)用研究。

　　據(jù)悉，2022年是完成中國空間站建造任務(wù)的決戰(zhàn)決勝之年，本次問天實驗艙發(fā)射任務(wù)是空間站建造承上啟下的關(guān)鍵之戰(zhàn)，意義重大。

　　首次執(zhí)行“零窗口”發(fā)射任務(wù)

　　本次任務(wù)中，有一個關(guān)鍵詞被反復(fù)提起——“零窗口”發(fā)射。

　　問天實驗艙發(fā)射任務(wù)01指揮員廖國瑞告訴記者，這是長五系列火箭首次執(zhí)行“零窗口”發(fā)射任務(wù)，同時也是文昌發(fā)射場執(zhí)行空間站建造任務(wù)以來首次實施“零窗口”發(fā)射。

　　什么是“零窗口”發(fā)射？

　　“一般情況下，任務(wù)的發(fā)射窗口往往有多個時間段。但由于此次發(fā)射的問天實驗艙要與天和核心艙交會對接，對發(fā)射精度的要求會更高，要求‘零窗口’發(fā)射，即火箭發(fā)射時間和預(yù)定點火時間偏差不能超過1秒?！绷螄鸾忉?，“零窗口”的難度在于發(fā)射窗口稍縱即逝，對火箭和發(fā)射場系統(tǒng)的可靠性提出了較高的要求。

　　準(zhǔn)時點火只是開始，精準(zhǔn)入軌才是成功。火箭院長五B火箭總體副主任設(shè)計師劉秉介紹，長五B火箭還應(yīng)用了起飛時間偏差修正技術(shù)，最大修正時間為2.5分鐘，即在0到2.5分鐘這個時間段內(nèi)的任一時間點發(fā)射，火箭都可以在飛行過程中自動修正因推遲發(fā)射導(dǎo)致的飛行偏差，將實驗艙精準(zhǔn)送入預(yù)定軌道，“作為我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭，長五B火箭是發(fā)射問天實驗艙的最佳選擇”。

　　之后，問天實驗艙采用自主交會對接模式，在軌完成太陽翼展開及多次變軌后對接于天和核心艙前向?qū)涌凇Ｖ袊教炜乒ざ?5所交會對接微波雷達(dá)主任設(shè)計師鄧曉東介紹，25所研制的微波雷達(dá)在實驗艙入軌后完成加電自檢，確認(rèn)產(chǎn)品工作狀態(tài)正常。隨后在問天實驗艙與天和核心艙相距100多公里處再次開機，并迅速與安裝在天和核心艙前向?qū)涌诘奈⒉☉?yīng)答機建立穩(wěn)定鏈路，保證對接全過程穩(wěn)定可靠。

　　“一個大家伙”

　　“這可是一個大家伙！”航天科技集團五院空間站系統(tǒng)副總設(shè)計師劉剛告訴記者，問天實驗艙的工作艙是迄今我國最大、世界第二大單密封艙體，豎起來有6層樓高，體積和重量，跟北京地鐵13號線列車的一節(jié)車廂差不多。

　　“大家伙”的內(nèi)部有什么玄機？

　　“與天和核心艙相比，問天實驗艙身高更高體重更大、系統(tǒng)功能更強、能源保障更足、出艙氣閘更優(yōu)、艙外操作更細(xì)，是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動飛行器?！眲偨榻B。

　　此外，問天實驗艙還配置了與天和核心艙一樣的航天員生活設(shè)施，包括3個睡眠區(qū)、1個衛(wèi)生區(qū)和廚房等設(shè)施。完成對接后，中國空間站的“床位”數(shù)增加到6個，將會更加溫馨舒適。

　　除了“內(nèi)在”，“外在”同樣值得關(guān)注。

　　劉剛介紹，問天實驗艙配備了一對雙自由度柔性太陽帆板，是目前國內(nèi)研制的最大面積可展收柔性太陽翼，單翼全展開狀態(tài)下最長達(dá)27米，足夠停下四五輛家用轎車，展開面積可達(dá)110平方米。無論是展開面積還是供電能力，這對“翅膀”都達(dá)到了天和核心艙太陽翼的兩倍之多。問天實驗艙的每天平均發(fā)電量，能為空間站運行提供充足的能源，也足夠一個普通家庭用上一個半月。

　　“在太空運行時，問天實驗艙的這對太陽能帆板能以最佳角度面向太陽，避免飛行過程中其他艙段遮擋陽光?！眹H宇航聯(lián)空間運輸委員會副主席楊宇光表示，充足的供電是航天員在太空高效進行科研的一個非常重要的保障。

　　在問天實驗艙氣閘艙外，配置了一個5米長的小型機械臂。這套機械臂小巧、精度高，最大負(fù)荷能力達(dá)3噸，雖然拖動能力小于核心艙的大機械臂，但方便抓取中小型設(shè)備，操作更為靈巧。它能在整個空間站不同艙段之間“爬行”，共同完成航天員的出艙、艙外設(shè)施照料等任務(wù)。

　　“太空出差組”在軌迎接航天器

　　目前，神舟十四號航天員乘組正在太空“出差”，隨著問天實驗艙的成功發(fā)射，這是我國空間站首次在有人的狀態(tài)下迎接航天器的來訪。

　　據(jù)楊宇光介紹，未來，航天員在軌迎接航天器也會是中國空間站的常態(tài)。中國空間站之后將實現(xiàn)航天員乘組在軌輪換，這意味著航天員需要在軌迎接天舟貨運飛船、神舟載人飛船等航天器的到來。

　　神舟十四號航天員此次在軌迎接問天實驗艙，將為后續(xù)任務(wù)提供經(jīng)驗參考，特別是計劃明年發(fā)射的巡天望遠(yuǎn)鏡，也需要定期?？康娇臻g站，由航天員進行維護。

　　此外，問天實驗艙還要“兼職”天和核心艙的功能備份。不僅能保障航天員在軌長期駐留，而且提供專用氣閘艙和應(yīng)急避難場所，保證航天員安全。為提高空間站可靠性、保障航天員生命安全，問天實驗艙進行了功能備份，當(dāng)核心艙出現(xiàn)功能故障時，可切換至問天實驗艙。

　　問天實驗艙還配置了全新的出艙氣閘艙，這是未來空間站完全建成后航天員的主用出艙口。新的氣閘艙出艙口朝下，更為寬敞，航天員出艙更方便。這也意味著，航天員在問天實驗艙工作，出了“臥室”就能“上班”。

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