祝贺!问天实验舱发射升空,我国空间站正式开建!
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2021年4月29日,天和核心舱发射升空。在这一年的时间里,我国一直在进行的是空间站的验证阶段。随着神舟十二号和神舟十三号乘组圆满地完成任务,中国空间站技术验证阶段圆满结束,终于正式进入建设阶段。
2022年7月24日14时22分,空间站的第二个舱段——问天号实验舱顺利发射升空!
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作为建设阶段第一个巨大的舱段,问天实验舱一直备受关注。在期待了这么久之后,咱们终于见证了问天实验舱的升空。
早在5月底的时候,长征五号B遥三运载火箭就已经运到了海南文昌航天发射场。
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6月5日,神舟十四号乘组入驻空间站,在简单休整之后,他们就开始了各项技能训练,其中最重要的一项就是航天器与空间站的对接,为问天实验舱做准备。
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7月17日的时候,天舟三号货运飞船就早早地撤离了空间站,为问天实验舱腾出了空间。
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7月18日,问天实验舱与火箭组合体转运到火箭发射区,择机等待发射。
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说起来,问天实验舱实在是一个庞然大物,这对我们来说是一个挑战。如此巨大的舱段,对接的过程也比神舟飞船要难得多。
问天实验舱的长度为17.9米,比天和核心舱(16.6米)还要长,也比国际空间站上的各个单元都要巨大,这是当今世界上长度最大、直径最大的单体载人航天器。舱体最大直径4.2米,可以为航天员提供近50立方米的自由活动空间。其质量达到了23吨,同样超过了天和核心舱(22.5吨)。
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长达17.9米的问天实验舱,可以分为三个部分,分别是工作舱、气闸舱和资源舱。
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其中,问天实验舱最粗的那部分,就是它的工作舱,未来航天员的主要工作和活动都会在这里进行。
气闸舱是未来航天员执行出舱任务的出口。我们知道,在此之前,航天员想要进行太空行走,都是在天和核心舱的节点舱出去。在问天实验舱对接之后,这个节点舱将转为备用的出舱口了。
至于资源舱,主要功能是为实验舱提供能源和动力支持。从空间站的概念图中我们也可以看到,问天实验舱的巨大太阳能电池板就是连接在资源舱这个位置上的。
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大家最关心的问题,就是如此巨大的问天实验舱里到底有什么。
中国工程院院士、中国载人航天工程空间站系统总设计师、中国空间技术研究院研究员杨宏介绍说:跟天和核心舱一样,问天号实验舱内也配备了给航天员使用的生活设施,其中包括3个睡眠区,1个卫生区,另外还有厨房等设施。
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这些生活设施的设置,是为了未来航天员的在轨轮换。我们知道,在神舟十四号之前,每一批航天员之间的轮换模式都是前一批先返回地球,第二批才能上天,这是受到生活区太少的限制。
有了问天实验舱的对接,航天员之间就可以实现在轨轮换,前一批航天员不需要再将空间站设置为无人运行模式,也减少了空间站空白的时间,提高了空间站的使用效率和寿命,也减少了不必要的操作麻烦。
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另外,问天实验舱上还有一个小型机械臂,这个机械臂是和天和核心舱上的大机械臂配合工作的,同时它也可以独自工作。大机械臂的长度为10.2米,小机械臂长度为5米,二者结合的长度将达到15米,可以进行一些超远距离的操作。
有了这两个机械臂的配合,航天员的出舱任务、舱外设施照料以及巡检等工作也将进行得更加顺利。
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问天号实验舱内还有许多的实验柜,这些实验柜就是航天员们进行各种太空实验的主要设施了。我国甚至还把蜘蛛、植物种子、线虫、果蝇等生物带上太空,探索重力对地球生物的影响。
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和天和核心舱相比,问天实验舱甚至更加全面,它也非常牢固。一旦空间站遭遇到什么威胁,航天员会集中在问天实验舱躲避,并且可以在这里操控整个空间站。
本次问天实验舱仍然会采取快速交会对接的方式,大约13个小时后会对接在天和核心舱。对接之后,空间站整体还会进行转身、展开太阳翼等一系列动作,整个过程很复杂,对于神舟四号航天员来说是一项艰巨的任务。好在他们已经进行过大量训练,相信没有问题。
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预计在今年10月,我国空间站的梦天实验舱也将搭乘长征五号B遥四运载火箭发射升空。在梦天实验舱对接前的一个月,问天实验舱会进行转位,建立L构型组合体。
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梦天实验舱升空对接之后,我国空间站将组成一个T字形结构,完成建设阶段。
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同样是实验舱,问天号和梦天号有什么区别呢?
除了上面提到的作为天和核心舱备份之外,问天号实验舱也名副其实地可以进行许多科学实验,这两个实验舱在进行科学实验的内容方面也有所不同。
问天实验舱内进行的实验更多地是面向生物科学方面的,比如进行各种生物的微重力空间生长、发育、遗传、衰老等方面的研究。
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梦天实验舱内进行的实验也很厉害,而且很广泛,包括材料科学、燃料科学、基础物理乃至许多极端物理的研究。这里将会建立空间冷原子钟组,还能开展引力红移、精细结构常数等方面的研究,这些听起来就高大上的名词证明了我国太空实验有多么厉害。
在今年完成空间站建设之后,我国还要在2024年左右发射强大的太空望远镜——巡天光学舱。巡天光学舱不会直接连在空间站上,而是会与空间站共轨运行,这样可以更加灵活。在必要的时候,巡天光学舱才会连接在空间站上,便于航天员对其进行维护、升级。
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我国的空间站不仅给我们自己用,还会接受外国航天员的到访以及17个国家的各个太空实验的申请。可以说,虽然它的名字不是“国际”空间站,但比真正的国际空间站更开放,是真正为全人类科学发展而建,这是我们中国的大国担当!