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【環(huán)球時(shí)報(bào)-環(huán)球網(wǎng)報(bào)道 記者 樊巍】2022年10月31日15時(shí)37分，我國(guó)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)運(yùn)用長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭，將中國(guó)空間站的最后一個(gè)主體艙段——夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射至預(yù)定軌道，此次發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功，中國(guó)空間站建造任務(wù)的收官之戰(zhàn)也就此正式打響。

中國(guó)空間站最強(qiáng)“工作室”上線

作為中國(guó)空間站三艙“T”字基本構(gòu)型組合體的最后一個(gè)艙段，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四個(gè)艙段組成，艙體全長(zhǎng)17.88米，直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量約為23噸，可為航天員提供超過(guò)32立方米的工作與活動(dòng)空間。

在完成在軌組裝任務(wù)后，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將和“天和”“問(wèn)天”兩個(gè)艙段實(shí)現(xiàn)控制、能源、信息、環(huán)境等功能的并網(wǎng)管理，共同支持空間站開(kāi)展更大規(guī)模的空間研究實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)，推動(dòng)我國(guó)空間科學(xué)研究與應(yīng)用邁向世界領(lǐng)先水平。

中國(guó)航天科技集團(tuán)八院空間站系統(tǒng)副總師柏合民在接受媒體采訪時(shí)表示，根據(jù)空間站總體規(guī)劃，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將主要承擔(dān)空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)功能。其在功能上和“天和”“問(wèn)天”兩艙各有側(cè)重，“問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙主要面向空間生命科學(xué)研究，而夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙則主要面向微重力科學(xué)研究，配置有13個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷機(jī)柜，涉及流體物理、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。”

作為中國(guó)空間站上開(kāi)展空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的關(guān)鍵核心載體，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙將不再為航天員配置類似“天和”“問(wèn)天”艙的再生生保以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。但中國(guó)空間站的三個(gè)艙段均配置有航天員的鍛煉設(shè)備，夢(mèng)天艙配置的是類似健身房劃船機(jī)的抗阻鍛煉設(shè)備。

為了最大化實(shí)現(xiàn)艙外試驗(yàn)支持能力，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的艙外還配置有37個(gè)載荷安裝工位，可為各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷提供機(jī)、電、信息方面的能力支持，確保它們?cè)谔窄h(huán)境下開(kāi)展各類實(shí)驗(yàn)。特別是載荷艙上配置的兩塊可在軌展開(kāi)的暴露載荷實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以及一塊固定式暴露平臺(tái)。一共可提供24個(gè)標(biāo)準(zhǔn)載荷工位，進(jìn)一步增強(qiáng)了空間站的載荷支持能力。

此外，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙上還配置有一個(gè)專供貨物出艙的貨物氣閘艙。這個(gè)氣閘艙將有效解決以往開(kāi)展艙外科學(xué)試驗(yàn)，需要航天員出艙進(jìn)行安裝作業(yè)時(shí)，航天員出艙次數(shù)、載荷數(shù)量與大小受到限制的困境。

據(jù)了解，該氣閘艙設(shè)置有兩道門(mén)，一扇是連接工作艙的內(nèi)側(cè)艙門(mén)，一扇是連接外太空的外側(cè)艙門(mén)。在兩扇門(mén)內(nèi)，裝有載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。當(dāng)收到載荷出艙任務(wù)時(shí)，內(nèi)側(cè)艙門(mén)將打開(kāi)，載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)由氣閘艙前往工作艙，航天員在工作艙內(nèi)完成科學(xué)試驗(yàn)載荷的組裝，并將其放置、固定在載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)上。隨后，轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)會(huì)平緩地從工作艙縮回至氣閘艙，待航天員關(guān)閉內(nèi)側(cè)艙門(mén)，一切準(zhǔn)備就緒后，氣閘艙的外側(cè)電動(dòng)艙門(mén)將打開(kāi)，載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)搭載著科學(xué)實(shí)驗(yàn)載荷轉(zhuǎn)移至艙門(mén)口，艙外機(jī)械臂抓取載荷并安裝至艙外，整個(gè)動(dòng)作一氣呵成。

為了確保艙內(nèi)的氣壓、溫度等環(huán)境正常，兩側(cè)艙門(mén)是不可同時(shí)打開(kāi)的，不必?fù)?dān)心誤觸。氣閘艙上所配備的電動(dòng)外艙門(mén)不僅是我國(guó)空間站上的首個(gè)“自動(dòng)門(mén)”，也是世界航天史中首個(gè)在空間站中使用全自動(dòng)弧形滑移方艙門(mén)。

而具有載荷自動(dòng)進(jìn)出艙功能的載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，可以穩(wěn)定地執(zhí)行將貨物從艙內(nèi)送出艙外，或?qū)⑴撏庳浳镞\(yùn)至艙內(nèi)的任務(wù)。這套機(jī)構(gòu)的運(yùn)送能力能達(dá)到400公斤、單次運(yùn)送貨物包絡(luò)可以達(dá)到1.15米×1.2米×0.9米。與航天員“帶貨出艙”的方式相比，中國(guó)空間站的貨物出艙能力得到進(jìn)一步提升，進(jìn)行艙外載荷實(shí)驗(yàn)的效率也進(jìn)一步提高。

在擁有了貨物氣閘艙和這套載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)后，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙還可以“化身”為微小航天器的“母港”，具備釋放微小衛(wèi)星的能力。中國(guó)航天科技集團(tuán)八院空間站夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙總體副主任設(shè)計(jì)師孟瑤介紹稱，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙能夠滿足百公斤級(jí)飛行器或多個(gè)規(guī)格立方星的釋放需求。通常情況下，微小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)收納在艙內(nèi)，當(dāng)需要執(zhí)行釋放小衛(wèi)星任務(wù)時(shí)，航天員只要把小衛(wèi)星安裝在釋放機(jī)構(gòu)“肚子”里，再整體安裝在載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)上，按照貨物出艙流程，經(jīng)氣閘艙泄壓后，把釋放機(jī)構(gòu)送到艙外。機(jī)械臂抓取小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)，并運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移到發(fā)射方向，收到地面發(fā)送的“釋放”指令后，釋放機(jī)構(gòu)就會(huì)像彈弓一樣，把小衛(wèi)星依次以規(guī)定的速度彈射出去，從而實(shí)現(xiàn)在軌釋放小衛(wèi)星。

長(zhǎng)五B火箭再度“建宮立業(yè)”

作為專門(mén)為中國(guó)空間站三個(gè)20噸級(jí)主艙段發(fā)射任務(wù)而研制的大型火箭，長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭以三戰(zhàn)三捷的完美表現(xiàn)助力中國(guó)空間站主體三艙“齊聚”太空。

據(jù)了解，在此次發(fā)射任務(wù)中，為滿足“夢(mèng)天”和“天和”交會(huì)對(duì)接使用的需求，長(zhǎng)五B火箭需要采用零窗口發(fā)射技術(shù)，但由于大型氫氧火箭發(fā)射前準(zhǔn)備工作較多，保證零窗口發(fā)射難度極大，因此長(zhǎng)五B項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)射前的流程優(yōu)化、以及采用起飛時(shí)間偏差修正技術(shù)，將發(fā)射零窗口拓展至正負(fù)2.5分鐘，從而有效地提升了火箭發(fā)射的可靠性，最終確保此次任務(wù)能夠按期準(zhǔn)時(shí)發(fā)射。

在完成此次收官之戰(zhàn)的發(fā)射任務(wù)之后，長(zhǎng)五B后續(xù)還將承擔(dān)中國(guó)第一個(gè)大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)射任務(wù)，屆時(shí)巡天望遠(yuǎn)鏡將與空間站共軌飛行，開(kāi)展更多的宇宙空間探測(cè)和前沿科學(xué)研究。此外，長(zhǎng)五B未來(lái)還將與遠(yuǎn)征系列上面級(jí)形成組合，形成多星組網(wǎng)發(fā)射的能力，充分發(fā)揮運(yùn)載能力大、單位有效載荷經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)勢(shì)，滿足國(guó)家不同發(fā)射任務(wù)的需求。

航天科技集團(tuán)一院長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭總體主任設(shè)計(jì)師李平岐在接受《環(huán)球時(shí)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，長(zhǎng)五系列火箭已經(jīng)經(jīng)受了一系列國(guó)家重大航天工程的考驗(yàn)，未來(lái)的一些重大發(fā)射任務(wù)也對(duì)長(zhǎng)五火箭提出了新的需求，這里面就包括了大體積應(yīng)用載荷的發(fā)射任務(wù)。此外，長(zhǎng)征五號(hào)兩個(gè)型號(hào)的運(yùn)載火箭運(yùn)力都比較大，可以承擔(dān)一些星座組網(wǎng)的發(fā)射任務(wù)，這就對(duì)長(zhǎng)征五號(hào)執(zhí)行“一箭多星”發(fā)射任務(wù)提出了需求。針對(duì)這些需求，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)研制工作。其中在兩級(jí)半構(gòu)型的長(zhǎng)五火箭小整流罩的基礎(chǔ)之上，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)更大規(guī)模的整流罩，例如長(zhǎng)度達(dá)到18.5米的整流罩，這樣長(zhǎng)征五號(hào)就可以執(zhí)行一些高軌道大體積載荷的發(fā)射任務(wù)。與此同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還在研制執(zhí)行“一箭多星”任務(wù)的發(fā)射適配器等相關(guān)產(chǎn)品，制定一箭雙星串聯(lián)的發(fā)射方案。通過(guò)這些研制工作，極大提升了整個(gè)長(zhǎng)征五號(hào)系列火箭執(zhí)行任務(wù)的適應(yīng)性。