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问天实验舱升天!这个23吨“大家伙”,将完成什么KPI?

2022-07-25 01:51 作者: 来源: 本站 浏览: 25次 字号:

摘要:    《逐梦星空》是网易科技记录航天逐梦人和航天里程碑事件的新栏目,“逐梦星空,向上探索”,让我们向着星辰大海不断挺进。    文丨噗少侠    出品丨 网易科技《逐梦星空》栏目组    举世瞩目,“问天”成功上天!    2022年7月24日14点22分,搭...

   《逐梦星空》是网易科技记录航天逐梦人和航天里程碑事件的新栏目,“逐梦星空,向上探索”,让我们向着星辰大海不断挺进。

   文丨噗少侠

   出品丨 网易科技《逐梦星空》栏目组

   举世瞩目,“问天”成功上天!

   2022年7月24日14点22分,搭载中国问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在海南文昌航天发射场点火升空,一飞冲天!

   约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离,并进入预定轨道,发射完美收官!

  

   据悉,问天实验舱是中国空间站的首个试验舱,是国家太空试验室的重要组成部分。接下来,问天实验舱将按照预定程序与天和核心舱组合体进行交会对接,神舟十四号的三位航天员将进入问天实验舱开展系列工作。

   不过,这令人激动人心的“问天时刻”,仍有很多疑问摆在我们面前:

   比如,问天实验舱有多大?它由什么构成?有什么黑科技?

   问天实验舱主要任务是什么?它将背负多少“KPI”?

   以及,为什么问天上天,是中国2022年航天事业的一个标志性事件?

   未来,中国航天还有什么“重磅嘉宾”,将登陆神秘的太空?

   一、 中国“天宫”迎来了一个“大家伙”!

   问天实验舱,究竟有多大?

   作为我国空间站第一个实验舱,问天实验舱不仅是我国迄今为止吨位最大航天器,也是当今世界长度最长、直径最大单体载人航天器。

   具体而言,问天实验舱全长约 17。9 米,堪比一辆双铰接公交车。其最大直径4。2米,整舱干重约21。5吨,加注推进剂约1。55吨,整体发射重量约23吨,相当于6头成年亚洲象的重量。

   后续,这23吨的“大家伙”,还将与40多吨的中国空间站组合体对接——这也将是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接,也是我国空间站第一次在有人的状态下进行交会对接。

   如此大场面,无愧航天大国风范!

   据悉,中国空间站规划的总体构型包括 3 个舱段: 2021 年 4 月发射成功的天和核心舱,今天顺利上天的问天实验舱以及未来的梦天实验舱,三者搭建完成后整体将呈 T 字构型。

   此外,问天实验舱不仅有如此大的重量,还为航天员们提供了约 50 立方米空间,空间“内有乾坤”。

   例如,在舱段构成上,问天试验舱由:为航天员出舱口的气闸舱、储备上行物资的资源舱,以及用来完成科学试验的工作舱三者,共同组成。

   其中,问天资源舱采用桁架结构,安装了双自由度太阳池翼,能实现对日定向,将为问天实验舱提供能源和动力。而问天的气闸舱,未来将成为航天员们的主出舱口,舱外有暴露实验平台以及22个载荷适配器,可供安装等离子原位成像探测器、能量粒子探测器等设备。

   值得一提的是,这次问天实验舱还有 一个明星部件:小机械臂。与核心舱的大机械臂相比,长度仅为5米的小机械臂更加灵活,目标适配器也更加轻巧,运动、操控、精准程度,得到了极大提升。

   当然,问天实验舱最核心的当属工作舱:包括3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施,是航天员工作和生活的空间,可与天和核心舱一起支持两艘载人飞船轮换期间6名航天员的生活保障。值得注意的是,如若天和核心舱出现故障,问天实验舱可以作为备份舱段对空间站进行控制。

   更重要的是,问天的工作舱内还搭载了8个实验柜机位,部署了生命生态实验柜、生物技术试验柜等4个科学实验机柜,这些机柜是问天实验舱最重要的载荷之一。

   不独如此,这次问天实验舱还有诸多亮点。

   比如,问天实验舱搭乘的长征五号B运载火箭,不仅是我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,拥有长达20。5米的国内最大整流罩,近地轨道运载能力达到25吨级,采用的是液氢液氧的发动机,是我国目前单台推力最大的火箭发射机。

   比如,在问天实验舱下一步成功入轨后,其配置的目前国内研制最大面积可展收柔性太阳翼,将进行首次正面展开,其长度约 6。5 米,相当于两个车道的宽度。在二次展开后,太阳翼正面全长将达到23米,足够停下4-5辆家用轿车。

   而太阳翼整体翼展更是超过 55 米——可供两只成年蓝鲸,首尾相连地躺在上面!

   不仅如此,问天实验舱的太阳翼能持续稳定地为舱内试验载荷供电 7。2kW 以上,其一天的发电量可供普通的家庭使用一个半月。正因如此,这一次全新升级后的“翅膀”,双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了“用电无忧”。

   二、问天实验舱,背着什么 KPI ?

   这一次问天实验舱的主要任务是什么?

   毫无疑问,是开展大量的科学实验——据了解,中国空间站舱内可以部署25台科学实验柜,每台实验柜都是一个小型的太空实验室,可以支持开展单学科或多学科交叉的空间科学实验,整体达到国际先进水平。

   而这一次,问天实验舱内一次搭载了8个实验柜机位,将主要面向空间生命科学研究,配置了生命生态、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。

   此外,问天试验舱内将密集开展密闭生态系统的实验研究,并通过可见光、荧光、显微成像等多种在线检测手段,支持分子、细胞、组织、器官等多层次生物实验研究,还支持开展不同重力条件下生物体生长机理的对比研究。

   值得注意的是,全新的太空授课也将在问天实验舱开展。先前上天的神州十四号三位航天员,还会择机首次从问天实验舱的出舱口出舱,并按计划从问天实验舱出舱口完成2到3次出舱活动。

   值得注意的是, 2022 年我国将全面完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的天宫空间站建造,建成国家太空实验室。除了此次主要面向空间生命科学研究问天实验舱,下一步计划上天的梦天实验舱,将主要面向微重力科学研究,未来配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。

   而空间站一旦顺利完成,依托舱内科学实验机柜、舱外试验装置和巡天空间望远镜,中国空间站将安排近百项实验研究项目,将极大推进中国科学各领域,例如暗物质与暗能量、星系形成演化、物质本质规律、生命现象本质以及地球可持续发展等重大科学的重大突破。

  

   三、逐梦星空,我们迈出关键一步!

   毫无疑问,2022年7月24日将成为中国航天事业建设史上,值得铭记的一天。

   这不仅仅因为,这一次问天实验舱将成为中国的空间站转入常态化运营后,推动大规模的科学研究真正落地的标志性事件,更是达成了中国载人航天工程走入 30 个年头后,中国空间站建造关键战略的一步。

   先前的4月17日,中国空间站建造进展情况新闻发布会上,中国航天发言人就为大家清晰明了的指出了今年中国航天的任务安排:为了完成2022年中国空间站的在轨建造,中国将计划实施6次飞行任务。分别是:5月发射天舟四号货运飞船、6月发射神舟十四号载人飞船、7月发射空间站问天实验舱、10月发射空间站梦天实验舱,随后,我们国家还将实施天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船发射任务。

   今天,随着问天实验舱发射入轨,以及下一步即将与天和核心舱对接,空间站组合体将会形成“两舱两船”构型;同时,梦天实验舱也在整装待发:这也预示着,我们国家空间站在轨组装建造更进一步,胜利触手可及。

   正因如此,建造空间站、建成国家太空实验室,不仅是实现我国载人航天工程“三步走”战略的重要目标,是我们建设科技强国、航天强国的重要工程,更是中国几代中国航天人、千千万万中国人逐梦星空的雄心壮志!

   如今,逐梦序幕,迅速拉开!