圓“夢天”宮,打造空間技術(shù)研究“夢工場”
事件回顧
中國空間站建造任務(wù)即將完成,國家太空實驗室完全投入運轉(zhuǎn)指日可待。夢天實驗艙何時轉(zhuǎn)位?能做哪些實驗?擁有哪些“黑科技”……來自航天各系統(tǒng)的專家們詳細解讀中國空間站夢天實驗艙發(fā)射任務(wù)。 閱讀全文>>
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大事記
來源: 科技日報、新華社
編輯: 李夢一
2022-11-01 12:26:34
2022年10月31日,長征五號B遙四運載火箭托舉中國空間站夢天實驗艙升空。11月1日4時27分,空間站夢天實驗艙發(fā)射入軌后,成功對接于天和核心艙前向端口,整個交會對接過程歷時約13小時。神話成為現(xiàn)實——在浩瀚星空與藍色地球之間,“天宮”緩緩飛行,中華兒女漫步太空,自信的身影映照著人類科技的光輝。

天宮初步“建成”,即將完成“T”字基本構(gòu)型組建

2022年10月9日,空間站夢天實驗艙按計劃完成了推進劑加注。

2022年10月29日,夢天實驗艙任務(wù)組織全區(qū)合練。

2022年10月31日15時37分,搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在我國文昌航天發(fā)射場準時點火發(fā)射,約8分鐘后,夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。


海報設(shè)計:楊凱

北京時間2022年11月1日4時27分,空間站夢天實驗艙發(fā)射入軌后,成功對接于天和核心艙前向端口,整個交會對接過程歷時約13小時。

此次夢天實驗艙與天和核心艙的交會對接,依然采取與問天實驗艙相似的半自主快速交會對接方式,在發(fā)射入軌后首先進行中繼天線、太陽能帆板的展開,隨后進入快速交會對接程序。

夢天實驗艙整個的轉(zhuǎn)位過程將分成5個階段,包括轉(zhuǎn)位準備階段,兩艙分離階段、艙體轉(zhuǎn)位階段、側(cè)向捕獲階段以及轉(zhuǎn)位后的狀態(tài)恢復(fù)。完成轉(zhuǎn)位后,神舟十四號航天員將進駐夢天實驗艙,中國空間站也將正式完成T字構(gòu)型組合體設(shè)置。

成功發(fā)射的背后,這些科學(xué)裝置助力太空之旅

·國內(nèi)最先進的空間能源轉(zhuǎn)換裝置

空間高效自由活塞斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置(以下簡稱斯特林熱電轉(zhuǎn)換裝置)作為夢天實驗艙艙內(nèi)的驗證項目之一,被安裝在航天基礎(chǔ)試驗機柜內(nèi)。它是目前國內(nèi)最先進的空間能源轉(zhuǎn)換裝置。

目前,國際上尚未開展斯特林熱電轉(zhuǎn)換技術(shù)的空間應(yīng)用,因此夢天實驗艙內(nèi)的驗證試驗將是國際首次。

·可完全屏蔽X射線的“黑科技”

夢天實驗艙應(yīng)用的X射線透射成像系統(tǒng)是空間站材料實時觀察實驗主載荷,也是世界第一臺在載人航天器中使用的、具有利用X射線透射成像原理進行實驗功能的科學(xué)裝置。

通過X射線透射成像系統(tǒng),研究人員可實時觀測空間材料實驗,獲得空間材料樣品制備過程中的實時科學(xué)數(shù)據(jù)。

·神秘的“天宮八卦爐”

夢天實驗艙內(nèi)有個“天宮八卦爐”——高溫爐及批量樣品管理系統(tǒng)(以下簡稱高溫爐系統(tǒng)),其旨在推動空間高溫材料科學(xué)研究。

·吞吐海量信息的“隨船秘書”

夢天實驗艙里的儀表計算機應(yīng)用軟件是實驗艙儀表數(shù)據(jù)處理的中樞系統(tǒng)。它就像一個吞吐海量信息的“隨船秘書”,為夢天實驗艙執(zhí)行空間站任務(wù)護航。

當?shù)孛嫦驂籼鞂嶒炁摪l(fā)送指令后,實驗艙的儀表計算機應(yīng)用軟件就正式開始自主運行。當夢天實驗艙與天和核心艙完成對接后,“隨船秘書”將推動天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙形成“工作群”,實現(xiàn)信息的交互。

·逐夢蒼穹的“光影小助手”

艙外云臺燈將是夢天實驗艙的“光影小助手”。它不僅將為航天員長期在軌駐留及開展艙外維修、科研活動提供良好的照明,還將為航天員的出艙活動、拍攝“太空大片”提供美輪美奐的光影效果。


 11月1日在北京航天飛行控制中心拍攝的空間站夢天實驗艙與空間站組合體在軌完成交會對接。這是夢天實驗艙從19米停泊點向天和核心艙前向端口靠近的模擬圖像。新華社發(fā)(孫豐曉 攝)

都是實驗艙,“夢天”有啥不一樣?

“夢天”和“問天”兩個實驗艙“長得很像”,在艙段的組成上,都擁有工作艙、氣閘艙和資源艙,特別是“兩兄弟”的工作艙和資源艙的造型幾乎別無二致。工作艙都是位于最內(nèi)側(cè),通過對接機構(gòu)與核心艙的節(jié)點艙相連。雖然都叫“實驗艙”,但兩者不盡相同。

·科學(xué)實驗有不同側(cè)重

問天實驗艙主要面向空間生命科學(xué)研究,配置了生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等實驗柜;夢天實驗艙則主要面向微重力科學(xué)研究,配置了流體物理、材料科學(xué)、燃燒科學(xué)、基礎(chǔ)物理以及航天技術(shù)試驗等多學(xué)科方向的實驗柜。

·功能定位不同,夢天為工作艙

此外,夢天實驗艙定位為航天員工作的地方,沒有配置與天和核心艙、問天實驗艙類似的睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)等。但三個艙段均為航天員配置了鍛煉設(shè)備,夢天實驗艙配置的是抗阻鍛煉設(shè)備,類似健身房里的劃船機。

·夢天設(shè)置了貨物專用通道

問天實驗艙的氣閘艙是航天員出艙的主要通道,而夢天實驗艙的貨物氣閘艙則是貨物出艙專用通道。

夢天實驗艙獨具的載荷自動進出艙功能,能進一步提高空間站進行艙外載荷實(試)驗的能力和效率。夢天實驗艙艙內(nèi)配置了一臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu),可以穩(wěn)定地將貨物從艙內(nèi)送出艙外,或?qū)⑴撏庳浳镞\回艙內(nèi)。該機構(gòu)的運送能力達400公斤,單次運送貨物包絡(luò)可達1.15米×1.2米×0.9米,相比航天員“人力帶貨”,運貨能力大幅提升。

·可在軌釋放微小飛行器

實驗艙上配置的微小衛(wèi)星在軌釋放機構(gòu),能夠滿足百公斤級微小衛(wèi)星或者多個規(guī)格立方星的在軌釋放需求。

航天員只需在艙內(nèi)把立方星或微衛(wèi)星填裝到釋放機構(gòu)的“肚子”內(nèi),釋放機構(gòu)即可搭乘載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)將小衛(wèi)星運送至艙外。出艙后,機械臂抓取釋放機構(gòu),運動到指定的釋放方向,釋放機構(gòu)就會像彈弓一樣,把小衛(wèi)星彈射出去,實現(xiàn)在軌“放衛(wèi)星”。

有了這項新技術(shù),我國空間站可為立方星、微衛(wèi)星的釋放提供最前沿的出發(fā)地,實現(xiàn)微衛(wèi)星和立方星低成本進入太空。


 11月1日在北京航天飛行控制中心拍攝的空間站夢天實驗艙與空間站組合體在軌完成交會對接。這是夢天實驗艙對接鎖鎖緊完成。新華社發(fā)(孫豐曉 攝)

“夢天”里能做哪些實驗?

夢天實驗艙內(nèi)安裝有空間科學(xué)研究與應(yīng)用領(lǐng)域的超冷原子物理實驗柜、高精度時頻實驗柜、高溫材料科學(xué)實驗柜、兩相系統(tǒng)實驗柜、流體物理實驗柜、燃燒科學(xué)實驗柜、在線維修裝調(diào)操作柜等7個方面的8個科學(xué)實驗柜。

“通過夢天實驗艙配置的8個科學(xué)實驗柜,我們能夠在微重力基礎(chǔ)物理、空間材料科學(xué)、微重力流體物理與燃燒科學(xué)等方面開展相關(guān)的科學(xué)和應(yīng)用研究。”中科院空間應(yīng)用中心空間應(yīng)用系統(tǒng)副總師劉國寧說,目前在上述方向已經(jīng)安排了約40項科學(xué)實驗項目,并將根據(jù)實驗規(guī)劃持續(xù)開展在軌實驗。

其中,高精度時頻實驗柜是空間站中最復(fù)雜的實驗柜,由兩個艙內(nèi)科學(xué)實驗柜和4臺艙外設(shè)備組成一個完整的實驗系統(tǒng)。“高精度時頻實驗系統(tǒng)將通過艙內(nèi)不同特性原子鐘組合,建成世界上在軌運行的精度最高的空間時間頻率系統(tǒng)?!敝锌圃簢沂跁r中心主任、高精度時頻實驗柜科學(xué)實驗系統(tǒng)指揮張首剛介紹。

戳視頻!帶你回顧中國空間站建造精彩瞬間

 (視頻制作:科技日報 何沛蓯 潘宇菲)

從2020年5月5日長征五號B運載火箭點火升空,我國空間站在軌建造任務(wù)拉開序幕,到2022年11月1日4時27分,夢天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口,再到后續(xù)實施夢天實驗艙轉(zhuǎn)位,中國空間站將形成三艙“T”字基本構(gòu)型。中國載人航天在起步階段就規(guī)劃好的“三步走”最后一步即將落定,但中國空間站的建成絕不意味著終點——相反,這將是中國載人航天事業(yè)新的起點。正如中國載人航天工程總設(shè)計師周建平所言:宇宙那么大,我們?nèi)祟悜?yīng)該去看看,我們中國人更應(yīng)該去看看。