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夢天艙飛入空間站(科技自立自強·逐夢深空)

發布時間:2022-11-02 15:54:00來源: 人民網-《人民日報》

 

  三艙基本構型的中國空間站迎來最後一個(ge) 艙段。北京時間10月31日15時37分,夢天實驗艙由長征五號B運載火箭在我國文昌航天發射場成功發射。

  夢天實驗艙成功進入400公裏的預定軌道,與(yu) 空間站組合體(ti) 交會(hui) 對接後,還需要按計劃實施轉位,屆時會(hui) 與(yu) 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,向著建成空間站的目標邁出關(guan) 鍵一步。

  夢天實驗艙由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成

  夢天實驗艙是組成中國空間站基本構型的3個(ge) 艙段之一,也是繼問天實驗艙之後的第二個(ge) 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(ti) 全長17.88米、直徑4.2米,起飛重量約23噸,主要用於(yu) 開展空間科學與(yu) 應用實驗。

  由於(yu) 空間站大量基礎設施建設都由天和核心艙與(yu) 問天實驗艙承擔,夢天實驗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,也稱得上是“空間站在軌科學實驗工作的核心載體(ti) ”。

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

  和問天實驗艙相比,夢天實驗艙的貨物氣閘艙不再供航天員出艙使用,而是專(zhuan) 供貨物出艙。夢天實驗艙貨物氣閘艙通過內(nei) 部配置的一台載荷轉移機構,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(wei) 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(nei) 與(yu) 艙外空間環境的關(guan) 鍵設備。航天員不用身穿艙外航天服,在艙內(nei) 就可以完成載荷、貨物的艙外安裝操作。

  中國航天科技集團八院專(zhuan) 家介紹,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(yu) 大小的限製,航天員頻繁進行出艙活動也將麵臨(lin) 更複雜的安全考驗。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(hui) 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(wei) 空間站後續更加高效、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。

  先期攜帶8個(ge) 科學實驗櫃,主要麵向微重力科學研究

  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(wei) 科學服務,產(chan) 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3個(ge) 艙段中具有最強的支持載荷能力。

  空間站係統空間應用係統副總師、中科院空間應用中心研究員劉國寧介紹,問天實驗艙主要麵向空間生命科學研究,夢天實驗艙則主要麵向微重力科學研究。通過夢天實驗艙先期攜帶的8個(ge) 科學實驗櫃,能夠在微重力基礎物理、空間材料科學、微重力流體(ti) 物理與(yu) 燃燒科學等方向開展相關(guan) 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,已在相關(guan) 研究方向規劃安排了約40項在軌科學實驗項目。

  據高溫材料科學實驗櫃科學實驗係統主任設計師、中科院上海矽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櫃的一大特色,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(ge) 具有曆史意義(yi) 的科學裝置。

  除了艙內(nei) 科學實驗櫃之外,夢天實驗艙還配置有兩(liang) 塊可在軌展開的暴露載荷實驗平台,進一步增強了空間站的載荷支持能力。

  由“長五B”火箭護送入軌,與(yu) 空間站組合體(ti) 交會(hui) 對接

  將夢天實驗艙送入預定軌道的,仍是專(zhuan) 為(wei) 空間站建設而研製的長征五號B運載火箭。“長五B”的運載能力為(wei) 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(ge) 相當於(yu) “乘客”的“客艙”有著寬敞空間,為(wei) 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(zhuan) 家介紹,夢天實驗艙是我國迄今為(wei) 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、重量進行了定製化設計。例如,為(wei) 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(zhuan) 門設計了相應的透波口。

  夢天實驗艙進入軌道後與(yu) 空間站組合體(ti) 實現精準交會(hui) 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運載火箭控製係統主任設計師蘇磊介紹,“長五B”火箭不僅(jin) 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,隻要在2分30秒這個(ge) 窗口範圍內(nei) 發射出去,都能通過火箭控製係統自動計算偏差、精準修正軌道,保證入軌和交會(hui) 對接。

  “如果說問天實驗艙的交會(hui) 對接是‘難’,那麽(me) 夢天實驗艙的交會(hui) 對接是‘難上加難’。”中國航天科技集團五院502所空間站實驗艙主任設計師宋明超說,由於(yu) 夢天實驗艙發射時太陽入射角度過大,不利於(yu) 太陽翼發電,如果和空間站組合體(ti) 不能在規定時間內(nei) 完成交會(hui) 對接,就需要中斷自主交會(hui) 對接過程而緊急調整夢天實驗艙的姿態,既保證再次交會(hui) 對接,又保證充足的發電能力。為(wei) 此,技術團隊特別定製了交會(hui) 對接任務故障預案,確保萬(wan) 無一失。

  中國空間站三大艙段都從(cong) 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(wei) 我國新一代大推力運載火箭發射場,從(cong) 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3個(ge) 艙段在內(nei) 的多個(ge) 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(men) 航天發射能力的不斷提高。”


  《 人民日報 》( 2022年11月01日 08 版)
(責編:李文治)

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