我國成功發射問天實驗艙 中國空間站在軌建設進度過半[組圖]

發佈時間: 2022-07-24 15:01:19 | 來源: 中國網 | 作者: 楊佳 | 責任編輯: 楊佳

騰飛的長五B遙三火箭。中國網 楊佳 攝影


中國網訊(記者 楊佳)7月24日,搭載著問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,從海南文昌發射場騰空而起,發動機轟鳴聲響徹天際。

穿梭天地間的“巨人”長五B火箭。 攝影:于翔、史嘯、高文豪


長五B:“最重最累的活,我來幹!”  

長五B火箭是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭,不論是站在組裝廠房,還是矗立發射塔,都是一位十足的“巨人”。他身高53.7米,擁有直徑5.2米、長20.5米的巨型整流罩,近地軌道運載能力達到25噸。

俗話説,能力越大,責任越大。中國空間站核心艙和兩個實驗艙的運輸重任自然而然地就落在了長五B的肩上。

長五B火箭長20.5米直徑5.2米的巨型整流罩。攝影:于翔、史嘯、高文豪  


此次發射問天實驗艙是長五B火箭第一次執行交會對接任務。火箭科普專家錢航介紹説,這對火箭的運載能力、入軌精度,發射可靠性都提出了更高的要求。

交會對接好比太空中的穿針引線,錢航描述。他講,為了更加精準可靠的完成任務,長五B團隊開展了優化射前流程,拓展發射窗口,提升運載能力三項工作。

長五B火箭是目前世界在役火箭中唯一一級半直接入軌的火箭。火箭系統簡潔,所有發動機的點火都在地面完成,也無需進行級間分離、高空發動機啟動等動作,降低了故障發生的概率,提升了可靠性。

圍繞此次任務特點,長征五號B運載火箭團隊經過一年多的時間,進一步提升全箭可靠性,完成30多項改進。錢航説,像是人身上的肌肉,那些地方需要增肌,那些地方該瘦身,需要針對性的鍛鍊,才能達到需要的身材。

據航太科技集團一院長征五號B運載火箭副總設計師婁路亮介紹,此次發射是長五火箭的第八次飛行任務。按照此前公佈的載人航太任務計劃,今年10月長五B還將護送夢天實驗艙前去與空間站組合體會合。

問天實驗艙 圖片來源:中國載人航太公眾號視頻截圖


世界最重的單艙飛行器都帶了啥?  

問天實驗艙艙體總長17.9米,直徑4.2米,發射重量達23噸。這塊頭和重量,跟北京地鐵一節車廂差不多,是世界上現役在軌最重的單艙主動飛行器。

問天實驗艙由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成。它集平臺功能與試驗載荷功能于一體。 平臺功能方面,問天實驗艙與天和核心艙互為備份,關鍵平臺功能一致,可以完全覆蓋空間站組合體工作要求。

問天實驗艙的氣閘艙。圖片來源:中國載人航太公眾號視頻截圖  


問天實驗艙與空間站組合體對接後,其氣閘艙將作為航太員進行艙外作業的主要出艙口。原來節點艙的出艙口將留作備份。

問天實驗艙的氣閘艙外面看上去是方形的艙體,內部是圓柱狀,這裡將是航太員未來出艙活動時的“更衣間”。相較于節點艙的出艙口,它的空間更大,航太員在這裡做出艙準備和艙外返回,將擁有更舒展、更從容的體驗。

出艙氣閘還有一個直徑達1米的大門。航太員從這裡進進出出更加方便了,還能攜帶更大的設備出艙工作,艙外工作能力也將大大提升。

另外,在氣閘艙外有一套5米長的“小臂”。這套7自由度的機械臂小巧、精度高,操作更為精細。小臂還可以與核心艙大臂級聯成15米長的組合臂,開展更多的艙外操作。

問天實驗艙的太陽翼 圖片來源:中國載人航太公眾號視頻截圖  


此外,問天實驗艙還配備了一對雙自由度柔性太陽帆板,全部展開後的翼展超過55米,比半個足球場還要長。這也刷新了我國航太器在軌使用太陽帆板的紀錄。

它全面展開後,將成為空間站的“主發電站”,為組合體源源不斷地供電送能。

問天實驗艙搭載的生命生態實驗櫃和生物技術實驗櫃 圖片來源:中國載人航太、中科院  


問天實驗艙未來要開展哪些實驗?  

問天實驗艙將開展哪些實驗研究呢?據中科院空間應用中心研究員,載人航太工程空間應用系統副總師呂從民介紹,問天實驗艙空間應用系統任務以生命科學和生物技術研究為主,在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗等四個領域規劃部署了十余個研究主題。目前,已立項四十余項科學項目。他表示,今年空間站建成後將持續論證、滾動實施相關科學項目。

問天實驗艙搭載的科學手套箱與低溫存儲櫃和變重力科學實驗櫃 圖片來源:中國載人航太、中科院  


呂從民詳細介紹説,空間應用系統在問天實驗艙部署了生命生態實驗櫃、生物技術實驗櫃、科學手套箱與低溫存儲櫃、變重力科學實驗櫃等科學實驗設施,配置了艙內外應用任務共用支援設備,聯合支援科學項目在軌全任務鏈實施。

為什麼這些科學實驗要在空間站開展呢?中科院空間應用中心研究員,應用發展中心主任張偉解答了這個疑惑。

張偉介紹説,首先,空間站能提供長期的微重力、輻射等特殊研究環境。

在微重力條件下,會産生諸如“浮力對流極大的減小”“沉澱和分層現象基本消失”等物理效應。 在地球上,生命體和物質受到重力的作用,某些本質規律會被掩蓋,在微重力條件下我們有希望發現被重力掩蓋的物質本質規律。

第二,載人空間站有人的參與,便於進行實驗操作、實驗模組更換和維修維護。

第三,載人空間站可以進行天地往返運輸,可實現實驗模組更換及實驗樣品返回。他説,在軌開展的生命、材料等科學實驗,有必要將實驗後的樣品返回,回到地面做進一步研究。

第四,在空間站特定的軌道高度,便於進行天文、地球觀測和空間物理研究。

張偉舉例説,以天文觀測為例,由於大氣的吸收和干擾,宇宙中的伽馬射線、X射線、紫外線、紅外線等無法在地面有效觀測到,相關譜段的天文觀測需要發射探測器到太空中開展觀測。

未來,我國將發射口徑2米的巡天空間望遠鏡。在同樣成像品質的前提下,其視場將達到哈勃望太空遠鏡的300倍。除對外太空的研究和探索,張偉説,我國還將開展對地觀測新技術和新體制的研究與驗證……

問天實驗艙與核心艙對接後形成的空間站組合體 圖片來源:中國載人航太公眾號視頻截圖


長五B騰飛震天動地,送問天實驗艙穩步入蒼穹,與天和核心艙完成對接,為空間站在軌建造畫上了濃墨重彩的一筆。“問天”之後,“夢天”也將很快起飛。中國載人航太工程“三步走”的最後一步,決勝在望!


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