夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙順利進(jìn)入預(yù)定軌道！
(資料圖片僅供參考)
10月31日，隨著一聲巨響，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭托舉空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙徐徐升空，經(jīng)過(guò)十余分鐘的飛行，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，打響了我國(guó)空間站建造任務(wù)的收官之戰(zhàn)。后續(xù)，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將與天和核心艙進(jìn)行快速交會(huì)對(duì)接以及平面轉(zhuǎn)位，三艙組成空間站“T”字基本構(gòu)型。
“兩兄弟”有何區(qū)別？
今年7月24日，中國(guó)空間站第二個(gè)艙段——問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是我國(guó)空間站發(fā)射的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙，從公布的照片來(lái)看，“問(wèn)天”和“夢(mèng)天”外形有不少相似之處，在艙段的組成上，都擁有工作艙、氣閘艙和資源艙，特別是“兩兄弟”的工作艙和資源艙的造型幾乎別無(wú)二致。那么，“問(wèn)天”和“夢(mèng)天”有何區(qū)別呢？
那么如何從外形上快速辨認(rèn)出“兩兄弟”呢？主要還在工作艙與資源艙的中間部分，也就是氣閘艙的獨(dú)特構(gòu)型上。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙采用“外方內(nèi)圓”的視覺(jué)效果，圓柱形氣閘艙外有個(gè)方形的外殼（艙外暴露實(shí)驗(yàn)平臺(tái)）；而在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的相同位置，則采用了“艙中艙”設(shè)計(jì)（氣閘艙+載荷艙），這讓夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的體型看起來(lái)更加渾圓、流暢。
從對(duì)人的支持來(lái)講，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的定位是航天員工作的地方，因此沒(méi)有配置類似“天和”“問(wèn)天”艙的再生生保以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。但三個(gè)艙段均配置有航天員的鍛煉設(shè)備，夢(mèng)天艙配置的是抗阻鍛煉設(shè)備，類似健身房的劃船機(jī)。
作為航天員在太空工作生活的主要區(qū)域，“問(wèn)天”和“夢(mèng)天”的工作艙內(nèi)均安裝了多臺(tái)科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，便于航天員在軌開(kāi)展各項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)。但在開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)方面，“兩兄弟”的能力和責(zé)任卻各有側(cè)重。 問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙主要面向空間生命科學(xué)研究，配置了生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等實(shí)驗(yàn)柜；夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙則主要面向微重力科學(xué)研究，配置了流體物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)、基礎(chǔ)物理以及航天技術(shù)試驗(yàn)等多學(xué)科方向的實(shí)驗(yàn)柜。位于艙體尾端的資源艙是實(shí)驗(yàn)艙的“能源倉(cāng)庫(kù)”，資源艙上安裝的兩副巨大太陽(yáng)翼，可通過(guò)持續(xù)旋轉(zhuǎn)、穩(wěn)定對(duì)日為空間站提供充足的能源支持。
除了“身材”不同，“兩兄弟”的氣閘艙還各懷絕技。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙主要作為航天員出艙的主要通道；而夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙，則是一個(gè)專供貨物進(jìn)出的重要樞紐。更形象地來(lái)說(shuō)，如果將問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙比作“國(guó)際機(jī)場(chǎng)”，那么夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙就像是一座“國(guó)際貨運(yùn)港口”，承擔(dān)著空間站貨物、載荷等進(jìn)出艙的任務(wù)，是空間站一項(xiàng)重要的能力創(chuàng)新。
打造“太空貨運(yùn)港”
作為我國(guó)空間站的首個(gè)貨物氣閘艙，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將為空間站開(kāi)展艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)帶來(lái)哪些全新體驗(yàn)？在沒(méi)有貨物氣閘艙之前，一般是通過(guò)航天員“出艙帶貨” 進(jìn)行艙內(nèi)外貨物的轉(zhuǎn)移、安裝，但這種方式往往會(huì)受到航天員出艙次數(shù)、載荷數(shù)量與大小的限制，且航天員頻繁進(jìn)行出艙活動(dòng)還將面臨空間環(huán)境中更為復(fù)雜的安全考驗(yàn)。因此，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙的應(yīng)用，將為空間站后續(xù)開(kāi)展各類艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供強(qiáng)大支持。
貨物氣閘艙采用“內(nèi)艙門(mén)+外艙門(mén)”雙門(mén)設(shè)計(jì)：通往工作艙的內(nèi)艙門(mén)，是隔離艙內(nèi)與艙外空間環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備；面向地球一側(cè)的外艙門(mén)，則是貨物通往艙外的出艙口。為了保障航天員的在軌安全，內(nèi)外兩道艙門(mén)不會(huì)同時(shí)開(kāi)啟。
以貨物出艙任務(wù)為例，航天員首先會(huì)手動(dòng)開(kāi)啟內(nèi)艙門(mén)，此時(shí)外艙門(mén)呈關(guān)閉狀態(tài)，工作艙與氣閘艙形成一個(gè)密閉的工作環(huán)境，負(fù)責(zé)搬運(yùn)貨物出艙的載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)將伸進(jìn)艙內(nèi)，航天員不用身穿艙外航天服，在艙內(nèi)就可以完成載荷、貨物的安裝操作；隨后，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)縮回至氣閘艙，航天員關(guān)閉內(nèi)艙門(mén)、由地面發(fā)出指令打開(kāi)外艙門(mén)，實(shí)現(xiàn)貨物的順利出艙，讓航天員“人在家中坐，操作彈指間”。
據(jù)了解，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙可滿足1.15 米×1.2 米×0.9米規(guī)格的貨物進(jìn)出，這也取決于外艙門(mén)的大開(kāi)口設(shè)計(jì)，為貨物進(jìn)出打造了一條寬闊的通路。同時(shí)，這款外艙門(mén)還是我國(guó)空間站的首個(gè)電動(dòng)弧形方艙門(mén)，艙門(mén)采用全自動(dòng)滑移設(shè)計(jì)，通過(guò)地面發(fā)送指令控制開(kāi)關(guān)，將為貨物出艙帶來(lái)一場(chǎng)全新體驗(yàn)。
腹中有“乾坤”
與航天員進(jìn)出艙一樣，貨物進(jìn)出艙也需要經(jīng)過(guò)一個(gè)漫長(zhǎng)的泄復(fù)壓過(guò)程，出艙泄壓、進(jìn)艙復(fù)壓，讓艙內(nèi)外的大氣壓保持一致。因此對(duì)于氣閘艙來(lái)說(shuō)，內(nèi)部空間越大，就意味著在泄復(fù)壓期間空間站內(nèi)損耗的氣體越多。為此，貨物氣閘艙的外形尺寸根據(jù)出艙貨物的大小進(jìn)行了最優(yōu)設(shè)計(jì)，2.2米的直徑既保障了貨物有充足的空間進(jìn)行安全轉(zhuǎn)運(yùn)，又減少了對(duì)空間站內(nèi)的氣體損耗，提高了空間站的氣體利用率。
作為工作艙與資源艙之間的連接艙段，貨物氣閘艙還應(yīng)該起到連接和承載的作用。因此，為了進(jìn)一步提升整艙剛度、起到有效的承載，在氣閘艙外還套了一個(gè)更大直徑的艙體——載荷艙，從而造就了夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙獨(dú)特的“艙中艙”設(shè)計(jì)。 除此之外，載荷艙還為空間站進(jìn)行艙外科學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了強(qiáng)大的平臺(tái)支持。
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙配置2個(gè)展開(kāi)式暴露平臺(tái)和1個(gè)固定式暴露平臺(tái)。2個(gè)展開(kāi)式暴露平臺(tái)1個(gè)為對(duì)天方向，1個(gè)為對(duì)地方向，與對(duì)地方向的固定式暴露平臺(tái)一共可提供24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷工位。為了不占用火箭包絡(luò)，發(fā)射時(shí)平臺(tái)呈收攏狀態(tài)，當(dāng)夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙完成對(duì)接與轉(zhuǎn)位動(dòng)作后，兩個(gè)平臺(tái)展開(kāi)并鎖定到位，為夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙提供了24個(gè)艙外標(biāo)準(zhǔn)載荷工位，極大拓展了空間站開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力。
“太空驛站”可在軌釋放小衛(wèi)星
除了實(shí)現(xiàn)載荷、貨物的自動(dòng)進(jìn)出艙功能，載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)還為立方星、微衛(wèi)星等實(shí)現(xiàn)“太空旅游”提供“VIP 包廂”，那就是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙中配置的微小飛行器釋放機(jī)構(gòu)，有了這個(gè)機(jī)構(gòu)，我國(guó)空間站則可化身為“太空驛站”，為立方星、微衛(wèi)星的釋放提供最前沿的出發(fā)地。
通常情況下，釋放機(jī)構(gòu)以組件形式收納在艙內(nèi)，當(dāng)需要執(zhí)行釋放小衛(wèi)星任務(wù)時(shí)，航天員可以按照立方星的規(guī)格進(jìn)行在軌組裝。“包廂”單次最大載客量為36U立方星或百公斤級(jí)微衛(wèi)星（立方星以 U（Unit）為基本單位，1U 的體積是 10cm ×10cm×10cm，一個(gè)手掌大小即可容納）。立方星安裝完成后，“包廂”搭乘載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)移到艙外。隨后，艙外機(jī)械臂抓取釋放機(jī)構(gòu)，并調(diào)整釋放機(jī)構(gòu)的姿態(tài)，當(dāng)轉(zhuǎn)移到立方星或微衛(wèi)星的發(fā)射方向時(shí)，釋放機(jī)構(gòu)就像彈弓一樣，把小衛(wèi)星依次以規(guī)定的速度彈射出去，讓衛(wèi)星既穩(wěn)當(dāng)、又安全地開(kāi)始太空旅程。
標(biāo)簽： 夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙 問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙
