祝賀!問天實驗艙發射升空,我國空間站正式開建!
2021年4月29日,天和核心艙發射升空。在這一年的時間里,我國一直在進行的是空間站的驗證階段。隨著神舟十二號和神舟十三號乘組圓滿地完成任務,中國空間站技術驗證階段圓滿結束,終于正式進入建設階段。
2022年7月24日14時22分,空間站的第二個艙段——問天號實驗艙順利發射升空!
作為建設階段第一個巨大的艙段,問天實驗艙一直備受關注。在期待了這么久之后,咱們終于見證了問天實驗艙的升空。
早在5月底的時候,長征五號B遙三運載火箭就已經運到了海南文昌航天發射場。
6月5日,神舟十四號乘組入駐空間站,在簡單休整之后,他們就開始了各項技能訓練,其中最重要的一項就是航天器與空間站的對接,為問天實驗艙做準備。
7月17日的時候,天舟三號貨運飛船就早早地撤離了空間站,為問天實驗艙騰出了空間。
7月18日,問天實驗艙與火箭組合體轉運到火箭發射區,擇機等待發射。
說起來,問天實驗艙實在是一個龐然大物,這對我們來說是一個挑戰。如此巨大的艙段,對接的過程也比神舟飛船要難得多。
問天實驗艙的長度為17.9米,比天和核心艙(16.6米)還要長,也比國際空間站上的各個單元都要巨大,這是當今世界上長度最大、直徑最大的單體載人航天器。艙體最大直徑4.2米,可以為航天員提供近50立方米的自由活動空間。其質量達到了23噸,同樣超過了天和核心艙(22.5噸)。
長達17.9米的問天實驗艙,可以分為三個部分,分別是工作艙、氣閘艙和資源艙。
其中,問天實驗艙最粗的那部分,就是它的工作艙,未來航天員的主要工作和活動都會在這里進行。
氣閘艙是未來航天員執行出艙任務的出口。我們知道,在此之前,航天員想要進行太空行走,都是在天和核心艙的節點艙出去。在問天實驗艙對接之后,這個節點艙將轉為備用的出艙口了。
至于資源艙,主要功能是為實驗艙提供能源和動力支持。從空間站的概念圖中我們也可以看到,問天實驗艙的巨大太陽能電池板就是連接在資源艙這個位置上的。
大家最關心的問題,就是如此巨大的問天實驗艙里到底有什么。
中國工程院院士、中國載人航天工程空間站系統總設計師、中國空間技術研究院研究員楊宏介紹說:跟天和核心艙一樣,問天號實驗艙內也配備了給航天員使用的生活設施,其中包括3個睡眠區,1個衛生區,另外還有廚房等設施。
這些生活設施的設置,是為了未來航天員的在軌輪換。我們知道,在神舟十四號之前,每一批航天員之間的輪換模式都是前一批先返回地球,第二批才能上天,這是受到生活區太少的限制。
有了問天實驗艙的對接,航天員之間就可以實現在軌輪換,前一批航天員不需要再將空間站設置為無人運行模式,也減少了空間站空白的時間,提高了空間站的使用效率和壽命,也減少了不必要的操作麻煩。
另外,問天實驗艙上還有一個小型機械臂,這個機械臂是和天和核心艙上的大機械臂配合工作的,同時它也可以獨自工作。大機械臂的長度為10.2米,小機械臂長度為5米,二者結合的長度將達到15米,可以進行一些超遠距離的操作。
有了這兩個機械臂的配合,航天員的出艙任務、艙外設施照料以及巡檢等工作也將進行得更加順利。
問天號實驗艙內還有許多的實驗柜,這些實驗柜就是航天員們進行各種太空實驗的主要設施了。我國甚至還把蜘蛛、植物種子、線蟲、果蠅等生物帶上太空,探索重力對地球生物的影響。
和天和核心艙相比,問天實驗艙甚至更加全面,它也非常牢固。一旦空間站遭遇到什么威脅,航天員會集中在問天實驗艙躲避,并且可以在這里操控整個空間站。
本次問天實驗艙仍然會采取快速交會對接的方式,大約13個小時后會對接在天和核心艙。對接之后,空間站整體還會進行轉身、展開太陽翼等一系列動作,整個過程很復雜,對于神舟四號航天員來說是一項艱巨的任務。好在他們已經進行過大量訓練,相信沒有問題。
預計在今年10月,我國空間站的夢天實驗艙也將搭乘長征五號B遙四運載火箭發射升空。在夢天實驗艙對接前的一個月,問天實驗艙會進行轉位,建立L構型組合體。
夢天實驗艙升空對接之后,我國空間站將組成一個T字形結構,完成建設階段。
同樣是實驗艙,問天號和夢天號有什么區別呢?
除了上面提到的作為天和核心艙備份之外,問天號實驗艙也名副其實地可以進行許多科學實驗,這兩個實驗艙在進行科學實驗的內容方面也有所不同。
問天實驗艙內進行的實驗更多地是面向生物科學方面的,比如進行各種生物的微重力空間生長、發育、遺傳、衰老等方面的研究。
夢天實驗艙內進行的實驗也很厲害,而且很廣泛,包括材料科學、燃料科學、基礎物理乃至許多極端物理的研究。這里將會建立空間冷原子鐘組,還能開展引力紅移、精細結構常數等方面的研究,這些聽起來就高大上的名詞證明了我國太空實驗有多么厲害。
在今年完成空間站建設之后,我國還要在2024年左右發射強大的太空望遠鏡——巡天光學艙。巡天光學艙不會直接連在空間站上,而是會與空間站共軌運行,這樣可以更加靈活。在必要的時候,巡天光學艙才會連接在空間站上,便于航天員對其進行維護、升級。
我國的空間站不僅給我們自己用,還會接受外國航天員的到訪以及17個國家的各個太空實驗的申請。可以說,雖然它的名字不是“國際”空間站,但比真正的國際空間站更開放,是真正為全人類科學發展而建,這是我們中國的大國擔當!