梦天圆梦!一文全览梦天实验舱不容错过的核心亮点

梦天圆梦!一文全览梦天实验舱不容错过的核心亮点

首页休闲益智太空遨游相连更新时间:2024-04-26

封面新闻记者 边雪 杨峰 陈彦霏 文昌报道

2022年10月31日,空间站梦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,发射任务取得圆满成功,打响了我国空间站建造任务的收官之战。

后续,梦天实验舱将与天和核心舱进行快速交会对接以及平面转位,三舱组成空间站“T”字基本构型。

作为中国空间站第二个实验舱,立足“建站为应用”宗旨的梦天实验舱和问天实验舱相比,有哪些“独门绝技”值得关注?

最硬核:支持空间站更强科学实验

封面新闻记者从航天科技集团了解到,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。

从对人的支持来讲,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”舱的再生式生命保障系统及睡眠区、卫生区。但三个舱段均配置有航天员的锻炼设备,梦天舱配置的是抗阻锻炼设备,类似健身房的划船机。

从总体构型来看,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,也是舱内科学试验机柜安装的地方。载荷舱与货物气闸舱则是以“双舱嵌套”的形式与工作舱相连,也就是说,在载荷舱的内部,隐藏着一个货物气闸舱,主打货物出舱专 用通道。最前端的是资源舱,也是对日定向装置和柔性太阳 翼等安装的地方。

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 个标准载荷机柜,主要面向微重力科学研究,可支持流体物理、材料科学、超冷原子物理等前沿试验项目,堪称天宫“梦工场” 。同时,为了最大化实现舱外试验支持能力,梦天舱舱外配置 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。 特别是载荷舱上配置有两块可在轨展开的暴露载荷实验平台,进一步增强了空间站的载荷支持能力。

最智能:货物自动进出舱,打造“太空货运港”

如果将问天实验舱的气闸舱比作“国际机场”的话,那么梦天的货物气闸舱就是空间站的“国际货运港口”。

据悉,以往在舱外开展科学试验,需要航天员出舱进行安装作业,但这种方式会受到航天员出舱次数、载荷数量与大小的限制。因此,梦天实验舱所独具的载荷自动进出舱功能将进一步提高空间站进行舱外载荷实 (试) 验的能力和效率。

在梦天实验舱内,配置了一台载荷转移机构,可以稳定地执行将货物从舱内送出舱外,或将舱外货物运至舱内的任务。据了解,载荷转移机构的运送能力能达到400公斤、单次运送货物包络可以达到 1.15 米×1.2 米×0.9 米。这与航天员“带货出舱”的方式相比,货物出舱能力得到了进一步提升,还为在轨工作生活的航天员“减负”,以便他们将更多的时间精力用于 开展舱内各项科学实验活动。

同时,为了满足将来更大尺寸、更大重量货物的进出舱需求,梦天实验舱的货物气闸舱上还安装了一款独一无二的方形舱门,宽度可达1.2 米。舱门采用全自动弧形滑移设计,可以为货物的进出舱提供一条宽阔的走廊,也是隔离舱内与舱外空间环境的关键设备,是我国空间站首次亮相的方形自动舱门。

最前沿:“太空驿站”让微小卫星在轨

据悉,通过梦天实验舱,立方星、微卫星等微小型飞行器还实现了乘坐“VIP 包厢”的太空之旅。

据航天科技集团介绍,梦天实验舱上专门配置了微小飞行器在轨释放机构,能够满足百公斤级 微小飞行器或者多个规格立方星的在轨释放需求,解决微卫星和立方星低成本进入太空的问题。具备微小飞行器在轨释放的能力,梦天实验舱将化身“太空驿站”提供最前沿的出发地,并作为开放合作平台进一步增强空间站的综合应用效益。

小卫星要如何实现从“驿站”向太空遨游?航天员只需在舱内把立方星或微卫星填装到释放机的“肚子内”,释放机构即可搭乘载荷转移机构将小卫星运送至舱外。随后,舱外机械臂抓取释放机构,并调整释放机构的姿态,当转移到立方星或微卫星的发射方向时,释放机构就像弹弓一样,把小卫星依次以规定的速度弹射出去,让卫星既稳当、又安全地开始太空旅程。

最长待机:对日定向实现用电无忧

据悉,载人航天、人命关天,从神舟飞船设计伊始,研制团队就瞄准了技术已趋于成熟的刚性太阳翼,确保实现飞船在轨运行的高可靠性和安全性。随着空间站更多科学实验任务的开展,空间站载荷供电需求也成倍增加。因此,梦天实验舱与问天实验舱同配置、同发力,也拥有单侧长达 27 米、可展开面积近 138 平方米 的“巨型翅膀”——柔性太阳翼。

作为一种全新的太阳电池翼,柔性翼的系统组成、展开 原理、技术难点与传统刚性、半刚性太阳翼大相径庭。传统 刚性、半刚性太阳翼都是一次展开,在短短十几秒内就完成 所有动作;而大型柔性太阳电池翼却在全世界范围内首创 “二次展开”技术,整个过程持续 80 分钟,这是为了确保 交会对接这一关键动作的绝对安全。

以梦天实验舱的太阳翼为例,交会对接过程中两个数十吨级的航天器,以约 7.9 公 里/秒的速度运动,需要精准地控制它们的位置、速度、姿态才能保证可靠的对接,稍有偏差航天器就会发生碰撞。如果太阳电池翼完全展开,实验舱就好比两只手各持一面巨大的帆,微小的抖动,都会导致实验舱的速度、相对位置和飞行姿态的控制精度严重下降,控制难度指数级增加。

封面新闻记者从中国航天集团获悉,我国空间站基本构型组装完成后,两个实验舱配置的四副太阳翼,将为我国空间站打 造最强劲的能量源泉,让空间站日发电量可达近 1000 度,相当于一个普通家庭近半年的用电量,真正实现“用电无忧”。

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