“问天”成功对接“天和”|一文详解“太空中的实验室”建设

作者: 乔辉

来源: 转自公众号:腾讯太空

发布日期: 2022-07-25 17:58:42

2022年7月24日,中国长征五号B运载火箭成功发射问天实验舱,并于次日成功对接天和核心舱,标志着中国空间站建设的重要进展。问天实验舱主要用于空间生命科学研究,配备多种实验柜,支持多种学科实验。长征五号B火箭是中国空间站建设的主力火箭,具备强大的近地轨道运载能力。中国空间站建设还将进行三次重大发射,包括梦天实验舱、天舟五号和神舟十五号的发射。

2022年7月24日14时22分许,我国长征五号B运载火箭在海南文昌发射场发射升空,并取得圆满成功。本次搭载的是中国空间站的重要组成部分:问天实验舱。问天实验舱与天和核心舱对接后,中国空间站整体呈现“一”字构型组合体。

据中国载人航天工程办公室消息,问天实验舱入轨后,顺利完成状态设置,于北京时间2022年7月25日3时13分,成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约13小时。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接,也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接。

长征五号B运载火箭是在长征五号火箭的基础上进行改变研制的运载火箭,是中国空间站建设的主力火箭。长征五号B是火箭中的“大力士”,全箭高53.7米,起飞重量837吨,近地轨道运载能力可达25吨。

问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱三舱组成,是当今世界长度最长,直径最大的单体载人航天器。整体轴向总长17.9米,最大直径4.2米。问天实验舱与天和核心舱一样也设置了3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施。扩容后的空间站能够支持6名航天员同时在轨工作和生活。当然,作为实验舱,问天实验舱的作用主要是作为“太空实验室”使用,内部安装有25台实验柜,可进行多种学科的实验。

据介绍,问天实验舱主要面向空间生命科学研究。实验舱配置有生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜,能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究,还能提供0.01g~2g的变重力模拟,支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。

未来,在梦天实验舱发射前1个月,问天实验舱由前向对接口转位到侧向对接口,那时空间站整体呈现“L”形构型。梦天实验舱对接天和核心舱前向对接口后,后续再转到另一个侧向对接口,那时空间站整体又呈现“T”形构型。

问天实验舱和梦天实验舱都是实验舱,二者有什么分工上的区别?根据上面我们对问天实验舱的简介,问天实验舱可看作“生物实验室”,执行生命科学实验。梦天实验舱主要做物理和材料科学实验,可看作“物理实验室”,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。

长征五号B运载火箭是在长征五号火箭的基础上,进行改变研制的运载火箭,为我国载人空间站的建设奠定基础。长征五号B全箭高度53.7米,起飞重量837吨,近地轨道运载能力25吨。长征五号B和长征五号一样,都是采用无毒无污染的液氧、液氢和煤油作为推进剂。

长征五号主要是用于发射大质量的深空探测器,能够把14吨的载荷送到地球同步转移轨道。此前,执行过我国的“嫦娥五号”月球探测器和“天问一号”火星探测器的发射任务。长征五号B则是运送大质量航天器到地球近地轨道,近地轨道的运载能力达25吨,2021年执行过天和核心舱的发射任务。

问天发射后,中国空间站建设已经进行了8次重大发射。今年年底,中国空间站基本建成还有3次发射,它们分别是:梦天实验舱发射、天舟五号发射和神舟十五号发射。

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