更大、更强、更足、更优、更细：五个视角看问天实验舱

空间站问天实验舱模拟图 图片来源：航天科技集团五院

7月24日，由航天科技集团五院抓总研制的空间站问天实验舱，在文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空，顺利进入预定轨道，太阳帆板完成一次展开。发射成功后，问天实验舱与天和核心舱前向对接，实现“一”字构型。这是中国空间站首次在有人状态下迎接航天器的来访。

作为我国空间站的首个实验舱，问天实验舱的主要任务是统一管理和控制空间站组合体，与核心舱交会对接、转位和停泊；提供专用气闸舱和应急避难场所，支持航天员在轨驻留，保证航天员安全；支持开展密封舱内、舱外的科学实验和技术试验。

问天实验舱体型大、功能强、结构复杂、指标先进，凝聚着太多人的智慧与心血，在我国航天器的研制历程中创下多项纪录。下面，就让我们从以下五个视角来了解问天实验舱的“更大、更强、更足、更优、更细”。

更大：相当于一节北京地铁车厢

问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成，舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量达23吨。在航天科技集团五院问天实验舱总体系统主任设计师张峤看来，这块头和分量跟北京地铁13号线列车的一节车厢差不多，是“全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器”。

“新房上线，欢迎入住！”问天实验舱的工作舱是迄今我国最大、世界第二大单密封舱体，舱内设有3个睡眠区和1个卫生区。在同天和核心舱完成对接后，中国空间站将变得更加温馨、舒适，“床位”数增加到6个。后续神舟十五号载人飞船发射后，神舟十四号、神舟十五号两个乘组6名航天员将实现“太空会师”，中国空间站“满客”运行。

问天实验舱还配备了一对双自由度柔性太阳帆板，全部展开后翼展超过55米，比半个足球场还要长——这也刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录。

更强：把大型科学实验室搬到太空

问天实验舱可是一个集平台功能与试验载荷功能于一身的“全能型”选手。

在平台功能方面，问天实验舱与天和核心舱互为备份，关键平台功能一致，可以完全覆盖空间站组合体工作要求——“也就是说，在天和核心舱‘想休息’的时候，问天实验舱也能顶上，‘带你一起飞’！”张峤说。

问天实验舱不仅能保障航天员长期在轨驻留，还能提供专用气闸舱和应急避难场所，保证航天员安全，让中国空间站的运行风险更可控，长寿命运行更可靠。

在试验载荷功能上，问天实验舱装载了8个实验机柜、22个舱外载荷适配器，就像是把一个大型科学实验室搬到了太空。航天员在问天实验舱工作，出了“卧室”就能“上班”，中国人也能在太空开展大规模的空间科学实验了！

问天实验舱的太阳帆板不但面积大，柔性也大，带着这样一对“软翅膀”交会对接，控制难度之高堪称空前。张峤介绍，为了降低系统的复杂性和在轨风险，问天实验舱相应地实现了多个系统功能创新，“例如采取太阳帆板二次展开方案，发射后先展开约1/5的长度，待对接完成后再展开到位。这样既提高了可控性，也能确保问天实验舱尽快到达母港，任务稳妥成功”。

更足：每天平均发电量超过430度

由于自带高性能“发电机”与“配电器”，问天实验舱的能源管理系统十分强大。

航天科技集团五院问天实验舱电总体主任设计师梁晓锋介绍，问天实验舱的每个太阳帆板展开面积约110平方米，差不多相当于一套三室一厅的房子面积。两个硕大的太阳帆板一起工作，可以有效收集更多太阳能，每天平均发电量超过430度，为空间站运行提供充足的能源——放在地面上，这个日发电量足够一个北京市的普通家庭用上一个半月。

空间站在轨建造完成后，天和核心舱的一个太阳帆板将转移到问天实验舱资源舱的尾部。此后，天和核心舱将“专心致志”地进行空间站管理工作，而问天实验舱将成为名副其实的“主发电站”。“届时，问天实验舱的3条能源母线会发挥更大作用，为组合体源源不断地供电送能。”梁晓锋补充道。

更优：出舱气闸让航天员从容进出

在问天实验舱中，外方内圆的气闸舱视觉效果独特：它看上去是方形的，实则里面呈圆柱状，是航天员开展进出舱活动的“更衣间”。

出舱气闸有一个直径达1米的大门，航天员不仅自己能从这里方便地进出，还能携带大个头的设备出舱，大大提升了舱外工作能力。由于空间足够大且性能优越，航天员作出舱准备和舱外返回时更加从容、舒展，未来这里将成为整个空间站系统的主要出舱通道。

出舱气闸外面那个方形的外壳，是舱外暴露实验平台，上面配置了22个标准载荷接口，其中一部分还配备了流体回路温度控制。张峤透露，未来十年，在空间站搭载的科学实验载荷可以通过机械臂精准投送到对应的标准载荷接口位置，“即插即用，不再需要航天员出舱进行人工操作了”。

更细：机械小臂实现舱外精细操作

问天实验舱是空间站系统中舱外活动部件最多的舱体，大量的舱外设施设备在更好地保障航天员出舱活动的同时，也为更精细的舱外操作提供了支持。

问天实验舱气闸舱外携带有一套7自由度、5米长的机械小臂，小巧且精度高，方便抓取中小型设备进行精细操作。此外，机械小臂还可与核心舱大臂形成15米长的组合臂，开展更多的舱外操作。“届时，组合臂能够在空间站的天和、问天、梦天三舱组合体之间爬行，‘机甲战士’控制的舱外范围更大了。”张峤说。

在问天实验舱的舱外，设置有2台云台灯和4台高清摄像机，能够一边打光追光，一边拍摄录制。通过它们，航天员出舱活动时，地面测控人员就能更清楚地看见并时刻关注，从而为他们提供更及时的安全保障——当然，它们也能在太空中拍摄许多“壁纸大片”和“唯美视频”，将美轮美奂的地球和外太空美景呈现给身在地球的我们。

（光明日报全媒体记者张蕾 通讯员高瑜、张国航、时小丹）

原标题：《更大、更强、更足、更优、更细：五个视角看问天实验舱》

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