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        1. 夢天實驗艙成功發射,揭秘“夢天”長啥樣

          激動人心!

          三艙基本構型的中國空間站

          迎來最后一個艙段

          10月31日15時37分

          夢天實驗艙在我國文昌航天發射場成功發射

          這之后

          夢天實驗艙將按照預定程序

          與空間站組合體交會對接

          還需要按計劃實施轉位

          屆時就會與天和核心艙、問天實驗艙一起

          形成三艙結構的“T”字基本構型空間站

          從而向著建成空間站的目標邁出關鍵一步

          “夢天”什么樣?

          夢天實驗艙是組成中國空間站基本構型的三個艙段之一,也是問天實驗艙之后的第二個科學實驗艙。它由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成,艙體全長17.88米,直徑4.2米,起飛重量約23噸,主要用于開展空間科學與應用實驗。

          得益于空間站大量基礎設施建設都由天和核心艙與問天實驗艙承擔,夢天艙工作艙不需要部署睡眠區、衛生間等生活設施,因而有充足的空間部署科學實驗設施,夢天實驗艙因此也稱得上是“空間站在軌科學實驗工作的核心載體”。不過,三個艙段都配置有航天員的鍛煉設備,夢天艙配置的是抗阻鍛煉設備,類似健身房的劃船機。

          據負責夢天實驗艙抓總研制的中國航天科技集團八院專家介紹,夢天實驗艙原取名為“巡天”,計劃安裝我國最大、最先進的巡天光學望遠鏡。之后由于巡天光學望遠鏡采用了獨立飛行器方案,將與空間站保持長期共軌飛行,研制團隊從理念和設計上創新,又提出“貨物進出氣閘”功能,新研制了貨物氣閘艙,可支持貨物自動進出艙。

          和問天實驗艙相比,夢天實驗艙的這個貨物氣閘艙不再供航天員出艙使用,而是專供貨物出艙。

          夢天實驗艙貨物氣閘艙通過內部配置的一臺載荷轉移機構,運送能力可達400公斤,單次運送貨物包絡可以達到1.15米×1.2米×0.9米。為滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求,夢天實驗艙貨物氣閘艙上還安裝了一款獨一無二的外艙門,寬度達1.2米,采用全自動弧形滑移設計,既便利貨物進出艙,也是隔離艙內與艙外空間環境的關鍵設備。航天員不用身穿艙外航天服,在艙內就可以完成載荷、貨物的艙外安裝操作。

          八院專家介紹說,以往開展艙外科學試驗時,需要航天員出艙,但這受到航天員出艙次數、載荷數量與大小的限制,航天員頻繁進行出艙活動也將面臨更復雜的安全考驗。隨著國家太空實驗室的建成,空間站進入常態化運營階段,將會開展較大規模的科學研究。夢天實驗艙貨物氣閘艙的應用,將為空間站后續更加高效、安全地開展各類艙外科學實驗提供強大支持,進一步提升我國空間站的科學應用能力。

          夢天實驗艙上專門配置了微小衛星在軌釋放機構,航天員只需在艙內把微小衛星填裝到釋放機構內,釋放機構就可將小衛星運送至艙外,從而滿足微衛星和立方星低成本進入太空的需求。

          “夢天”能用來做什么?

          建設中國天宮空間站的主要目的,就是建成水平先進的國家太空實驗室,為科學服務,產出重大科技成果。夢天實驗艙具備強大的科學和應用能力,在三個艙段中具有最強的支持載荷能力。

          空間站系統空間應用系統副總師、中科院空間應用中心研究員劉國寧介紹說,問天實驗艙主要面向空間生命科學研究,夢天實驗艙則主要面向微重力科學研究。通過夢天實驗艙先期攜帶的8個科學實驗柜,能夠在微重力基礎物理、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒科學等方向開展相關的科學和應用研究,預期能夠做出具有國際水平的科學成果。目前,在相關研究方向已規劃安排了約40項在軌科學實驗項目。

          據高溫材料科學實驗柜科學實驗系統主任設計師、中科院上海硅酸鹽研究所研究員劉學超介紹,X射線透射成像實時觀察太空材料實驗,是高溫材料科學實驗柜的一大特色,這是國際上第一次在空間站這樣的載人航天器中使用X射線實驗裝置,是一個具有歷史意義的科學裝置。

          除了艙內科學實驗柜之外,夢天實驗艙還配置有兩塊可在軌展開的暴露載荷實驗平臺,進一步增強了空間站的載荷支持能力。

          “夢天”如何精準入軌?

          將夢天實驗艙送入預定軌道的,仍是專為空間站建設而研制的長征五號B運載火箭?!伴L五B”的運載能力為我國現役火箭中最大,近地軌道運載能力達到25噸,是發射20噸以上空間站艙段的最佳選擇。尤其是它擁有目前我國最長最大的火箭整流罩,這個相當于“乘客”的“客艙”有著寬敞空間,是為發射空間站艙段量身打造。

          據中國航天科技集團火箭研究院專家介紹,夢天實驗艙是我國迄今為止發射的最重最大載荷,因此“長五B”整流罩根據夢天實驗艙的形狀、重量進行了定制化設計。例如,為了滿足夢天實驗艙上升段無線通信的需求,在火箭整流罩上專門設計了相應的透波口。

          效果圖。

          夢天實驗艙進入軌道后與空間站組合體實現精準交會對接,前提之一是火箭以更高的發射和飛行可靠性實現準點發射、準確入軌,這對“長五B”火箭提出了“零窗口”發射的要求。中國航天科技集團火箭研究院長征五號B運載火箭控制系統主任設計師蘇磊介紹說,“長五B”火箭不僅具備“零窗口”發射能力,而且通過“起飛時間修正技術”,即便火箭沒能實現“零窗口”發射,只要在2分30秒這個窗口范圍內發射出去,都能通過火箭控制系統自動計算偏差、精準修正軌道,保證入軌和交會對接。

          “如果說問天實驗艙的交會對接是‘難’,那么夢天實驗艙的交會對接是‘難上加難’?!敝袊教炜萍技瘓F五院502所空間站實驗艙主任設計師宋明超說,夢天實驗艙由于發射時太陽入射角度過大,不利于太陽翼發電,如果和空間站組合體不能在規定時間內完成交會對接,就需要中斷自主交會對接過程而緊急調整夢天實驗艙的姿態,既保證再次交會對接,又保證充足的發電能力。為此,技術團隊特別定制了交會對接任務故障預案,確保萬無一失。

          中國空間站三大艙段都從文昌航天發射場飛向太空,使得文昌航天發射場贏得了中國空間站建造母港的美譽。作為我國新一代大推力運載火箭發射場,從2020年5月5日長征五號B火箭首飛至今,文昌航天發射場連續實施13次重大任務發射,將包括“天問一號”“嫦娥五號”和中國空間站三個艙段在內的多個航天器順利送入太空。

          西昌衛星發射中心主任鄧洪勤說,“空間站建造任務百分之百成功發射要求極高,這一成就展現出文昌航天發射場日益重要的作用,也反映了我們航天發射能力的不斷提高?!?/p>

          網絡編輯:柔翡

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