新房上线七问问天实验舱

7月24日14时22分，中国空间站问天实验舱在海南文昌航天发射场发射升空，准确进入预定轨道。25日3时13分，问天实验舱与天和核心舱组合体在轨完成交会对接。

来源：央视新闻客户端

问天实验舱是什么舱？

问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱3部分组成，舱体总长17.9米、直径4.2米，发射重量达23吨。这块头和分量，跟北京地铁13号线的一节列车车厢差不多，是全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。详情

这个“大家伙”是怎么造出来的？

气闸舱肩负着长寿命及多种设备安装的使命，对重要承力结构件的要求很高。经过论证，研制人员决定采用承力能力更高的内外双筋壁板结构。

与常规的外置筋壁板不同，内外双筋壁板需要在其内圆柱面上增加内置筋。从单筋到双筋，难度不仅仅是翻倍。外筋在外面，看得见、好操作；内筋在圆柱面内部，不仅不好操作，还要浑然一体、要求很高。

经过反复分析测试，工艺人员提出这样一种模具设计：先分、再拼，装配时避让开内筋位置，再进行产品的压弯成形。最终他们得出了优化的压弯成形轨迹，设定了合理的成形路径和压弯工艺参数。模具搞出来了，工艺参数有了，内外双筋壁板顺利实现了精密成形，满足了设计需求。

问天实验舱有一个为航天员出舱使用的舱门，舱门的门框由焊接工艺方式连接，是典型的空间曲线焊缝，要求焊接变形小、质量高。

此类空间曲线焊缝的焊接，在以往型号研制过程中均采用手工方式完成，而问天实验舱产品焊接厚度增加到了5毫米，研制人员手工焊接时需要一层一层地焊，热量输入大、产品尺寸不易把握，焊接后结构应力大，无法满足空间站长期在轨运行的可靠性要求。

唯一的办法是攻克空间曲线自动化焊接技术。研制人员经过攻关、测试，设计了可柔性变化的焊接工装，以柔化刚、借力打力，既满足自动化焊接的功能，又保证空间曲线轨迹的可靠连接，顺利完成了密封舱舱门门框的焊接，各项指标均满足设计要求。详情

7月25日在北京航天飞行控制中心拍摄的问天实验舱与空间站组合体交会对接。这是问天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口的模拟图像。新华社记者郭中正摄

与空间站对接后，航天员能直接进入吗？

航天员中心问天实验舱环控生保分系统主任设计师罗亚斌表示：不能！

罗亚斌介绍，航天员首次进驻至少需要以下步骤：首先是提前启动舱内的有害气体净化功能，也包括舱内的压力、温度湿度和风速等，建立满足进人条件的环境；二是要检查天和核心舱和问天实验舱的对接位置、对接过道是否密封完好，然后充气，依次确保天和核心舱、过道和问天实验舱的压力都一致，才可以打开舱门。详情

7月25日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员乘组进入问天实验舱。这是航天员陈冬开启问天实验舱舱门。新华社记者郭中正摄

进入后，将开展哪些工作？

将按计划开展组合体姿态融合控制、小机械臂爬行和大小臂组合测试等在轨工作，并利用问天舱气闸舱和小机械臂进行航天员出舱活动。详情

在问天实验舱中，气闸舱外方内圆，里面的圆柱状空间，是航天员开展出舱活动时的“更衣间”——出舱气闸。未来这里将成为整个空间站系统的主要出舱通道。

出舱气闸还有一个直径达1米的大门，航天员从这里进出不仅更加方便，还能携带大个头的设备，让舱外工作能力大大提升。

该舱还携带了一套5米长、7自由度的小机械臂，其小巧、精度高，方便抓中小型设备，完成精细操作。小臂还可以与核心舱大臂形成15米长的组合臂。未来，组合臂能够在天和、问天、梦天三舱组合体之间“爬行”，开展更多舱外操作。详情

7月25日在北京航天飞行控制中心拍摄的神舟十四号航天员乘组进入问天实验舱。航天员陈冬（中）、刘洋（右）、蔡旭哲进入问天实验舱。新华社记者郭中正摄

问天实验舱里装了啥？

问天实验舱是一个集平台功能与试验载荷功能于一体的“全能型选手”。

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“带你一起飞”。

除了保障航天员在轨长期驻留，问天实验舱提供了专用气闸舱和应急避难场所，让中国空间站的在轨运行风险更加可控，在轨长寿命运行更加可靠。

在试验载荷功能上，该舱装载了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。详情

未来在舱内将开展哪些实验？

中国载人航天工程空间应用系统副总师、中科院空间应用中心研究员吕从民介绍，问天实验舱部署了生命生态实验柜、生物技术实验柜、科学手套箱与低温存储柜、变重力科学实验柜等科学实验设施，配置了舱内外应用任务共用支持设备，联合支持科学项目在轨全任务链实施。

生命生态实验柜以多种类型的生物个体——如植物种子、幼苗、植株、小型动物为实验样品，开展拟南芥、线虫、果蝇、斑马鱼等动植物的空间生长实验，揭示微重力对生物个体生长、发育、代谢的影响。

来源：央视新闻客户端

生物技术实验柜以组织、细胞和生化分子等不同层次多类别生物样品为对象，开展细胞组织培养、空间蛋白质结晶与分析、蛋白与核酸共起源和空间生物力学等实验，探索微重力环境下细胞生长和分化规律和机制，为人类健康、生殖发育提供理论基础；探索重力效应对生命起源和进化影响。

手套箱能为航天员操作多学科实验样品提供安全、高效支持，低温存储装置能够满足不同实验样品低温存储需求。

变重力科学实验柜能够为科学实验提供0.01克至2克高精度模拟重力环境，支持开展微重力、模拟月球重力、火星重力等不同重力水平下的复杂流体物理、颗粒物质运动等科学研究。详情

在空间站做实验，有啥好处？

在中科院空间应用中心研究员、应用发展中心主任张伟看来，空间站做实验有显著的优点。“空间站能提供长期的微重力、辐射等特殊研究环境。在地球上，生命体和物质受到重力的作用，某些本质规律会被掩盖，在微重力条件下我们有希望发现被重力掩盖的物质本质规律。”张伟解释。

高微柜悬浮实验台。图片来源：中国载人航天

同时，载人空间站有人的参与，便于进行实验操作、实验模块更换和维修维护；载人空间站还可以进行天地往返运输，可实现实验模块更换及实验样品返回。在轨开展的生命、材料等科学实验，有必要将实验后的样品返回，回到地面做进一步研究。

此外，“在空间站特定的轨道高度，便于进行天文、地球观测和空间物理研究。”张伟以天文观测为例说道，由于大气的吸收和干扰，宇宙中的伽马射线、X射线、紫外线、红外线等无法在地面有效观测到，相关谱段的天文观测需要发射探测器到太空中开展观测。详情

问天实验舱的到来，标志着中国空间站再迎里程碑式进展。“问天”之后，“梦天”也将很快起飞。期待中国航天继续上演“宇宙级精彩”！

来源：科技日报

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