【曬曬咱的國之重器35】問天實(shí)驗(yàn)艙：探索太空奧妙的“全能型”實(shí)驗(yàn)室
2022年7月24日，中國人的太空家園首次在有航天員在軌駐留的狀態(tài)下迎來航天器的到訪。
那天，中國空間站問天實(shí)驗(yàn)艙“搭乘”長征五號(hào)B遙三運(yùn)載火箭一飛沖天，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。隨后成功對(duì)接于天和核心艙組合體前向端口。
這可是一個(gè)發(fā)射重量達(dá)到23噸的“大家伙”�！斑@塊頭和分量，相當(dāng)于北京地鐵13號(hào)線列車的一節(jié)車廂�！焙教炜萍技瘓F(tuán)五院?jiǎn)柼鞂?shí)驗(yàn)艙總體系統(tǒng)主任設(shè)計(jì)師張嶠為它精準(zhǔn)畫像。
的確，它是全世界現(xiàn)役在軌最重的單艙主動(dòng)飛行器。包括工作艙、氣閘艙和資源艙三大艙段，總長17.9米，直徑4.2米。
可別看它塊頭大，這個(gè)“大家伙”可是一位集平臺(tái)功能與試驗(yàn)載荷功能于一身的靈動(dòng)的“全能型”選手。
論平臺(tái)功能，問天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙互為備份，關(guān)鍵平臺(tái)功能一致，可以完全覆蓋空間站組合體工作要求。張嶠說：“這就好比天和核心艙‘想休息’了，問天實(shí)驗(yàn)艙能立刻頂上，‘帶你一起飛’！”
論試驗(yàn)載荷功能，問天實(shí)驗(yàn)艙裝載了多個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜與艙外載荷適配器，把一個(gè)個(gè)大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)室搬到了太空。由于空間站能夠提供長期的微重力、輻射等特殊研究環(huán)境，科學(xué)家或?qū)l(fā)現(xiàn)在地球上被重力掩蓋的物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律。而且有“快遞小哥”天舟貨運(yùn)飛船在天地間往返運(yùn)輸，以后，中國人能在太空開展大規(guī)�？臻g科學(xué)實(shí)驗(yàn)了！
但太空中的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室可真不一般。作為中國空間站第二艙段的首個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，問天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)有多個(gè)寬約1米、高1.8米、深0.8米的科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，包括生命生態(tài)實(shí)驗(yàn)柜、生物技術(shù)實(shí)驗(yàn)柜、變重力科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜，還有科學(xué)手套箱、低溫存儲(chǔ)柜等。
每一個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜就是一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)室�！熬拖喈�(dāng)于把地面上數(shù)十平方米實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)設(shè)備高度集成到一個(gè)2立方米的實(shí)驗(yàn)柜空間里。”載人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心集成技術(shù)中心主任王珂說。
“未來，問天實(shí)驗(yàn)艙將以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力物理科學(xué)、空間材料科學(xué)、空間新技術(shù)與應(yīng)用試驗(yàn)等領(lǐng)域開展研究，探索未知�！陛d人航天工程空間應(yīng)用系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師、中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員呂從民告訴記者。
問天實(shí)驗(yàn)艙里還有一個(gè)“更衣間”，在外方內(nèi)圓、空間大且性能優(yōu)越的氣閘艙。有了它，航天員在作出艙準(zhǔn)備和艙外返回時(shí)將更加從容、舒展。未來，這里將成為整個(gè)空間站系統(tǒng)的主要出艙通道。
與天和核心艙相似，問天實(shí)驗(yàn)艙外也搭載了一個(gè)機(jī)械臂。這個(gè)機(jī)械臂小巧且精度高，方便進(jìn)行精細(xì)操作，它還可以與核心艙大機(jī)械臂形成組合臂，開展更多艙外操作。
“屆時(shí)，組合臂能夠在空間站的天和、問天、夢(mèng)天三艙組合體之間爬行，‘機(jī)甲戰(zhàn)士’控制的艙外范圍更大了。”張嶠透露，未來10年，在空間站搭載的科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷將通過機(jī)械臂精準(zhǔn)投送到對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)載荷接口位置，這樣，就實(shí)現(xiàn)了“即插即用，不再需要航天員出艙進(jìn)行人工操作”。
“全能型”的問天實(shí)驗(yàn)艙還有一個(gè)新使命——“太空新教室”，新的太空授課將在這里進(jìn)行。
按照任務(wù)時(shí)間表，中國空間站的另一個(gè)20噸級(jí)的航天器——夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將在今年10月?lián)駲C(jī)發(fā)射。到那時(shí)，天和核心艙、問天實(shí)驗(yàn)艙、夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙三艙將形成“T”字基本構(gòu)型，中國空間站在軌建造將最終完成。
更加令人期待的是，今年年底神舟十四號(hào)、十五號(hào)航天員乘組的首次“太空會(huì)師”。那一刻，屬于中國人的溫馨舒適、安全高效、前沿尖端的太空家園將帶給我們更多振奮與感動(dòng)。
(本報(bào)記者 張亞雄)
