现代快报讯 扬帆星河,逐梦九天。10 月 31 日 15 时 37 分,伴随着 "5、4、3、2、1,点火!" 口令,搭载梦天实验舱的长征五号 B 遥四运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空,飞向遥远的 " 新家 " —中国空间站。
△ 搭载梦天实验舱的长征五号 B 遥四运载火箭点火升空 新华社记者 胡智轩 摄
现代快报记者了解到,作为中国空间站第二个实验舱,梦天实验舱搭载多个实验柜,支持开展重力掩盖下的多种前沿实验研究。待梦天实验舱对接、转位之后,中国空间站 "T" 字型基本构型就将在轨组装完成。
定制化设计
" 胖五 " 再次出征,未来将承担更多升空使命
" 好壮观啊 "" 人箭同框才能看出火箭有多大 "" 中国航天,为你骄傲!"……10 月 31 日下午,承担发射任务的长征五号 B 遥四运载火箭正矗立在文昌航天发射场内,静待逐梦九天时刻的到来。
长征五号火箭是名副其实的庞然大物,总长约 57 米,箭体直径达到 5 米,起飞重量约 870 吨,被大家亲切地称作 " 胖五 "。
" 胖五 " 大火箭家族的长征五号 B 运载火箭,是专门为中国空间站建设而研制的新型运载火箭,也是我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭。长征五号 B 运载火箭已圆满完成了天和核心舱和问天实验舱的发射任务,这是它第三次负责空间站舱体的发射任务。
据航天科技集团一院总体设计部总体室副主任李平岐介绍,长征五号 B 运载火箭充分继承了长征五号的研制基础,同时为了适应空间站舱段的发射在长征五号的基础上实现了新的发展,突破了低温火箭 " 零窗口 " 发射、大推力直接入轨、大直径舱箭分离、20.5 米长整流罩等 4 大关键技术,将我国低轨运载能力由 8.6 吨提升到 25 吨,为中国空间站建造奠定了基础。
如果把火箭比作是运输工具,那梦天实验舱就是火箭的乘客。在这次运送梦天实验舱的任务中,科研人员针对梦天实验舱的 " 身材 ",对火箭进行了定制化设计。比如,专门在火箭整流罩上设计了操作口的开口;为了满足梦天实验舱上升段无线通信的需求,在火箭整流罩上也专门定制化设计了整流罩相应的透波口;在轨道方面也对满足梦天实验舱入轨的需求进行了轨道的设计,以及入轨精度的详细评估。
据悉,未来,长征五号 B 还将执行我国首个大型巡天空间望远镜的发射任务,并将与远征系列上面级形成组合火箭,实现我国多星组网发射的任务需求。今后,长征五号系列运载火箭将逐步进入高密度发射状态,预计到 2024 年,发射需求将达到每年 4 至 5 发。
解密梦天实验舱
四个舱段组成,应用支持能力更强
目前,已经在天上的 " 天和 " 和 " 问天 " 逐渐为人所熟知,而 " 梦天 " 才逐渐揭开神秘面纱。
现代快报记者了解到,梦天实验舱设计在轨使命不小于 10 年,由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四个舱段组成。舱体全长 17.88 米,直径 4.2 米,发射质量约 23 吨。梦天实验舱与天和核心舱、问天实验舱的任务分工和定位不同,与两者在配置上既有相似的地方,也有不同,各有特点。
梦天实验舱的定位是航天员工作的地方,因此没有配置类似 " 天和 "" 问天 " 舱的再生生保以及睡眠区、卫生区。梦天实验舱的 " 肚子 " 更圆,它由四个舱段组成,并采用了独特的 " 套娃 " 设计。工作舱在最前端,通过对接机构与核心舱相连,主要是航天员舱内工作与锻炼的地方,也是舱内科学实验机柜安装的地方。
从支持应用任务来讲,梦天实验舱作为 " 工作室 ",是三舱中支持载荷能力最强的舱段,其配置了 13 个标准科学实验柜安装空间。同时,为了最大化实现舱外实验支持能力,梦天实验舱舱外配置有 37 个载荷安装工位,可为各类科学实验载荷提供机、电、信息方面的能力支持,确保它们在太空环境下开展各类实验。
很多人好奇,作为问天实验舱的 " 孪生兄弟 ",未来航天员会在梦天实验舱进行哪些太空实验?
其实,问天实验舱可看作 " 生物实验室 ",执行生命科学实验。梦天实验舱主要做物理和材料科学实验,可看作 " 物理实验室 ",支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究,堪称天宫 " 梦工场 "。
此外,在天宫二号空间冷原子钟的基础上,梦天实验舱中将建立世界上第一套由氢钟、铷钟、光钟组成的空间冷原子钟组,构成在太空中频率稳定度和准确度最高的时间频率系统,开展引力红移、精细结构常数测量等前沿的科学研究。
大 " 宫 " 告成
中国空间站将完成 "T" 字构型组合体建造
梦天实验舱发射,经过约 13 个小时的飞行,与天和核心舱 " 汇合 ",进行交会对接,随后进行转位,完成 "T" 字构型空间站组合体建造。
梦天实验舱与空间站的交会对接,也是继问天实验舱后,陈冬、刘洋、蔡旭哲三位 " 太空出差三人组 " 在轨驻留期间进行的第二次空间交会对接。任务前夕,他们已经和地面科技工作者共同进行了天地沟通。
据了解,梦天实验舱与天和核心舱的交会对接,依然采取与问天实验舱相似的半自主快速交会对接方式,在发射入轨后首先进行中继天线、太阳能帆板的展开,随后进入快速交会对接程序。
梦天实验舱与空间站组合体对接、转位后完成并网和转组合体停靠等一系列平台设置,迎来航天员的进驻,正式投入使用。
据了解,梦天实验舱转位在实际操作流程上,和问天实验舱有所不同。转位过程将分为 5 个阶段,包括转位准备阶段、两舱分离阶段、舱体转位阶段、侧向捕获阶段以及转位后的状态恢复。
现代快报 + 记者 胡玉梅 阿里亚 储希豪
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