“夢天”升空，中國空間站打響收官戰

光明日報記者章文

碧海藍天，椰風習習。10月31日，文昌航天發射場再一次吸引世界目光。15時37分，伴随着01指揮員廖國瑞一聲響亮的點火口令，長征五号B遙四運載火箭壯麗出征，将空間站夢天實驗艙成功送入預定軌道，發射任務取得圓滿成功，三艙基本構型的中國空間站迎來最後一個艙段。

10月31日15時37分，搭載空間站夢天實驗艙的長征五号B遙四運載火箭，在我國文昌航天發射場準時點火發射。新華社記者張麗芸攝

接下來，夢天實驗艙将與空間站天和核心艙完成對接并進行轉位操作。屆時，天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙在同一平面形成中國空間站“T”字基本構型，從而向着建成空間站的目标邁出關鍵一步，國家太空實驗室建設即将全面“竣工”。

建成後整體呈T字構型

中國空間站名為“天宮”，由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙三艙組成，建成後整體呈T字構型。曾有航天專家比喻，中國空間站就像一座三室兩廳還帶儲藏間的“豪宅”。“三室”指天和核心艙以及問天和夢天實驗艙，“兩廳”則是指神舟載人飛船和天舟貨運飛船。

此次發射的夢天實驗艙，是中國天宮空間站三艙T字構型組合體的最後一個部分，由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四個艙段組成，艙體全長17.88米，直徑4.2米，發射質量約23噸，主要用于開展空間科學與應用實驗。

據負責夢天實驗艙抓總研制的航天科技集團八院空間站系統副總師柏合民介紹，空間站大量基礎設施建設主要由天和核心艙與問天實驗艙承擔，所以夢天實驗艙工作艙不需要部署睡眠區、衛生間等生活設施，因而有充足的空間部署科學實驗設施，“夢天實驗艙稱得上是‘空間站在軌科學實驗工作的核心載體’”。

柏合民說，按照空間站“1 1 1=1”的核心設計理念，三艙最終實現控制、能源、信息、環境等功能的并網管理，開展更大規模的空間研究實驗和新技術試驗，推動我國空間科學研究與應用達到世界領先水平。

“問天實驗艙主要面向空間生命科學與生物技術研究，夢天實驗艙則主要面向微重力科學研究。”空間應用系統副總師、中科院空間應用中心研究員劉國甯告訴記者，通過夢天實驗艙攜帶的8個科學實驗櫃，能夠在微重力基礎物理、空間材料科學、微重力流體物理與燃燒科學等方向開展相關的科學和應用研究，預期能夠做出具有國際水平的科學成果。目前，在相關研究方向已規劃安排了約40項科學實驗項目。

值得關注的是，除了艙内科學實驗櫃之外，夢天實驗艙還配置有兩塊可在軌展開的暴露載荷實驗平台，進一步增強了空間站的載荷支持能力。這些實驗機櫃不僅數量繁多，種類也各不相同，未來飛行乘組中将增加載荷專家和工程師，他們将更高效地使用空間站的各類實驗機櫃。

為了最大化實現艙外試驗支持能力，夢天實驗艙艙外還配置有37個載荷安裝工位，可為各類科學實驗載荷提供機、電、熱、信息方面的能力支持，确保它們在太空環境下開展各類實驗。

三艙系統統一

繼“天和”“問天”之後，“夢天”一旦轉位對接并完成系統集成，将使中國的天宮空間站再次産生質的飛躍。

據中國航天科技集團五院空間站系統副總設計師劉剛介紹，天宮空間站突出強調空間站三個艙段的系統統一。艙外活動有雙氣閘艙備份，姿軌控有“天和”和“問天”備份，“夢天”也可在關鍵功能方面進行備份；三艙分布在同一平面，還能保證太陽翼不發生遮擋問題。通過3次發射分步實施，空間站建成後規模達百噸級（含載人飛船和貨運飛船），在适度規模的條件下可以取得較高的研制效益，獲得高效率的資源利用和更強的系統冗餘。

“夢天”對接轉位後，将用一周左右時間把自身資源融入空間站組合體，與空間站其他兩艙實現控制、能源、信息、環境等功能的并網管理。屆時，空間站将完成繼“問天”組裝後再一次系統集成。

系統集成後，三艙為航天員提供的生活、工作環境可以實現統一管理。三艙組合體密封空間連通，形成完整的空氣循環，空氣壓力、成分及溫濕度都能得到統一控制，并随着空氣流動均勻化，可讓航天員在各艙段内都處于适宜的環境中。

通過系統集成，可以實現對各艙段内設備按需調配和重構，在控制系統和機械臂應用等方面也都會有不同程度的改變，這都得益于我國空間站超前的系統設計。

“此外，為兼顧到組合體構型，我們确保問天實驗艙和夢天實驗艙的尺寸、質量特性大體一緻，從而獲得整體構型下較好的動力學特性，而且從布局上都采用了工作艙—氣閘艙—資源艙的順序。這一設計，可在實驗艙出現緊急情況時及時與其他艙段隔離，确保空間站在軌穩定運行。”劉剛說。

“三步走”即将完成

從“一”字構型，到L字構型，再到T字構型，這幾個看似簡單的符号，凝結着我國載人航天工程30年的心血。今年是中國空間站建造的決戰決勝之年，也是中國載人航天工程立項實施30周年。

按照載人航天“三步走”發展戰略，夢天實驗艙的成功發射标志着“第三步”即将完成。後續，我國空間站将轉入為期10年以上的應用與發展階段。初步計劃每年發射兩艘載人飛船和兩艘貨運飛船。同時，将研制新一代載人運載火箭和載人飛船，并考慮研發空間站擴展艙段，進一步提升工程綜合能力和技術水平。

從“天和”到“問天”再到“夢天”，中國空間站三大艙段都從文昌航天發射場飛向太空，使得文昌航天發射場赢得了中國空間站建造母港的美譽。

“中國空間站從這裡飛向太空，這是航天人的驕傲！”西昌衛星發射中心主任鄧洪勤說，“空間站建造任務百分之百成功發射要求極高，這一成就展現出文昌航天發射場日益重要的作用，也反映了我們航天發射能力的不斷提高。”

夢圓航天，正當其時。

“夢天”“問天”有何不同

光明日報記者張蕾張曉華光明日報通訊員周濤李同

10月31日，我國空間站建造階段的第二個實驗艙—夢天實驗艙發射成功，打響了我國空間站建造的收官之戰。

先後發射的夢天和問天兩個實驗艙，看起來就像孿生兄弟，它們到底有何不同？夢天實驗艙又有哪些驚豔之處？

夢天實驗艙交會對接後的中國空間站效果圖。航天科技集團八院供圖

“孿生兄弟”各懷絕技

夢天實驗艙和問天實驗艙的确長得很像，比如在艙段的組成上，都擁有工作艙、氣閘艙和資源艙，特别是工作艙和資源艙的造型幾乎别無二緻，而且工作艙都位于最内側，通過對接機構同天和核心艙的節點艙相連。

作為航天員在太空工作、生活的主要區域，問天實驗艙與夢天實驗艙的工作艙内均安裝了多台科學實驗機櫃，便于航天員在軌開展各項科學實驗。但在開展空間科學實驗方面，“兩兄弟”的能力和責任卻各有側重：問天實驗艙主要面向空間生命科學研究，配置了生命生态、生物技術和變重力科學等實驗櫃；夢天實驗艙主要面向微重力科學研究，配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎物理以及航天技術試驗等多學科方向的實驗櫃。

“天和”“問天”“夢天”三艙在地面進行聯合調試。航天科技集團五院供圖

如何從外形上快速辨認出“兩兄弟”呢？“主要還在工作艙與資源艙的中間部分，也就是氣閘艙的獨特構型。”航天科技集團八院空間站系統副總師柏合民介紹，問天實驗艙采用“外方内圓”的視覺效果，圓柱形氣閘艙外有個方形外殼—艙外暴露實驗平台；而在夢天實驗艙的相同位置，則采用“艙中艙”設計—氣閘艙 載荷艙，“這讓夢天實驗艙的體型看起來更加渾圓、流暢”。

除了“身材”不同，“兩兄弟”的氣閘艙還各懷絕技。據悉，問天實驗艙的氣閘艙作為航天員出艙的主要通道，而夢天實驗艙的氣閘艙則是一個專供貨物進出的重要樞紐。“如果将問天實驗艙的氣閘艙比作‘國際機場’，那麼夢天實驗艙的氣閘艙就是一座‘國際貨運港口’，承擔着空間站貨物、載荷等進出艙的任務，這是我國空間站一項重要的能力創新。”柏合民打了個比方。

為艙外實驗帶來全新體驗

作為我國空間站的首個貨物氣閘艙，夢天實驗艙将為空間站開展艙外科學實驗帶來哪些全新體驗？

“在沒有貨物氣閘艙之前，一般是通過航天員‘出艙帶貨’轉移、安裝艙内外貨物，但這種方式往往會受到航天員出艙次數、載荷數量與大小的限制，而且航天員頻繁出艙還将面臨複雜的空間環境安全考驗。因此，夢天實驗艙的貨物氣閘艙應用，将為空間站後續開展各類艙外科學實驗提供強大支持。”航天科技集團八院夢天實驗艙總體直屬機構技術負責人楊新海強調。

巧妙設計令“腹”中大有乾坤

與航天員進出艙一樣，貨物進出艙也需要經過一個漫長的洩複壓過程，讓艙内外的大氣壓保持一緻。“對于氣閘艙來說，内部空間越大，就意味着在洩複壓期間空間站内損耗的氣體越多。為此，根據出艙貨物的大小，我們對貨物氣閘艙的外形尺寸進行了最優設計，2.2米的直徑既能保障貨物有充足的空間安全轉運，又能減少對空間站内的氣體損耗，提高空間站的氣體利用率。”航天科技集團八院夢天實驗艙機械總體主任設計師李立春說。

航天科技集團五院502所空間站實驗艙主任設計師宋明超說，夢天實驗艙發射成功再次證明了中國交會對接技術的可靠性，每一次成功都是科研人員默默奉獻、嚴慎細實而得來的珍貴成果。

萬裡之遙何以運籌帷幄

光明日報記者崔興毅

10月31日，我國在海南文昌發射場成功将夢天實驗艙送入預定軌道，發射取得圓滿成功。作為載人航天工程副總指揮單位，在夢天實驗艙發射任務中，中國電科提供的核心元器件、關鍵單機、測控通信系統等産品，為任務的圓滿完成，貢獻智能科技力量。

研究人員在對夢天實驗艙進行水平翻轉垂直停放。航天科技集團八院供圖

飛向茫茫太空，夢天實驗艙怎麼樣、火箭怎麼樣、宇航員怎麼樣，最牽動人心。在夢天實驗艙身上，布滿着成千上萬個關鍵元器件，監測着夢天實驗艙不同位置的設備狀态。同時，中國電科研發的微波芯片、氮化镓器件、空間行波管等核心器件，廣泛應用于載荷、運載火箭、地面測控等系統，有力支撐保障任務順利進行。其中，此次使用的多款第三代半導體氮化镓器件，能夠讓載荷體積更小、性能更優。

在夢天實驗艙裡，凡是需要動作的地方都離不開電機，電機是真正意義上體格小、能量大的“小金剛”“小靈通”，是儀器設備完成各種動作的“助手”。中國電科為夢天實驗艙研發的7款新型電機組件産品，應用于多個分系統，它們有的為航天員出艙執行任務提供照明，有的是太空“搬運工”，有的是太空科學試驗幫手。

能量供給從何而來？柔性太陽電池陣産品，具有結構新、體積小、能量大、在軌壽命長等突出優勢，是夢天實驗艙在軌運行的唯一能量來源。作為低軌壽命最長産品，夢天實驗艙太陽電池陣預計将在15年壽命中，克服近9萬次高低溫循環和腐蝕性極強的原子氧侵蝕，以優異的性能提供堅不可摧的能量保障，确保空間站運行壽命實現“超長待機”。

夢天發射，距離何止萬裡之遙，如何運籌帷幄之中？中國電科研制的多個計算機系統發揮了關鍵作用。北京航天飛行控制中心計算機系統實現各階段任務組織指揮、航天器監視控制及遙操作、運營管理任務實施規劃，中繼衛星負責各飛行階段載荷數據的高速實時安全分發,綜合顯示系統負責各類信息的綜合處理和顯示，有效提升了航天測控多任務并行執行能力。

《光明日報》（ 2022年11月01日09版）

來源： 光明網-《光明日報》

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