光明日報記者 章文 方曲韻

　　當海南文昌迎來一年中最熱的時節之時，天宮也迎來了一份特殊的“禮物”。

　　7月24日14時22分，文昌航天發射場。碧海藍天，椰風習習。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射場順利升空，艙體順利進入預定軌道，發射任務獲得圓滿成功。

　　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對接，完成“一”字構型。這是中國空間站首次在有人的狀態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實驗室搬到了太空！”載人航天工程空間應用系統副總師、中科院空間應用中心研究員呂從民介紹，作為中國空間站首個科學實驗艙，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，也為空間科學研究提供更大平臺。

　　“問天實驗艙以生命科學和生物技術研究為主，在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗等領域規劃部署了研究主題。通過這些科學項目的實施，關注生命生長發育和人的健康，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、多領域、大規?？臻g科學與應用研究。

　　據悉，2022年是完成中國空間站建造任務的決戰決勝之年，本次問天實驗艙發射任務是空間站建造承上啟下的關鍵之戰，意義重大。

　　首次執行“零窗口”發射任務

　　本次任務中，有一個關鍵詞被反復提起——“零窗口”發射。

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

　　什么是“零窗口”發射？

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

　　準時點火只是開始，精準入軌才是成功?；鸺洪L五B火箭總體副主任設計師劉秉介紹，長五B火箭還應用了起飛時間偏差修正技術，最大修正時間為2.5分鐘，即在0到2.5分鐘這個時間段內的任一時間點發射，火箭都可以在飛行過程中自動修正因推遲發射導致的飛行偏差，將實驗艙精準送入預定軌道，“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對接口。中國航天科工二院25所交會對接微波雷達主任設計師鄧曉東介紹，25所研制的微波雷達在實驗艙入軌后完成加電自檢，確認產品工作狀態正常。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對接口的微波應答機建立穩定鏈路，保證對接全過程穩定可靠。

　　“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副總設計師劉剛告訴記者，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號線列車的一節車廂差不多。

　　“大家伙”的內部有什么玄機？

　　“與天和核心艙相比，問天實驗艙身高更高體重更大、系統功能更強、能源保障更足、出艙氣閘更優、艙外操作更細，是全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器。”劉剛介紹。

　　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施，包括3個睡眠區、1個衛生區和廚房等設施。完成對接后，中國空間站的“床位”數增加到6個，將會更加溫馨舒適。

　　除了“內在”，“外在”同樣值得關注。

　　劉剛介紹，問天實驗艙配備了一對雙自由度柔性太陽帆板，是目前國內研制的最大面積可展收柔性太陽翼，單翼全展開狀態下最長達27米，足夠停下四五輛家用轎車，展開面積可達110平方米。無論是展開面積還是供電能力，這對“翅膀”都達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，最大負荷能力達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、艙外設施照料等任務。

　　“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射，這是我國空間站首次在有人的狀態下迎接航天器的來訪。

　　據楊宇光介紹，未來，航天員在軌迎接航天器也會是中國空間站的常態。中國空間站之后將實現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，將為后續任務提供經驗參考，特別是計劃明年發射的巡天望遠鏡，也需要定期停靠到空間站，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，當核心艙出現功能故障時，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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