科普服务ldquo问天rdquo

7月24日下昼，长征五号B遥三运载火箭托举着问天测验舱一鸣惊人。约13小时后，问天测验舱与焦点舱组合体胜利交会对接。7月25日10时03分，神舟十四号航天员乘组胜利开启问天测验舱舱门，成功投入问天测验舱。这是华夏航天员初次在轨投入科学测验舱。

“问天”长啥样？带了甚么上天？能做哪些测验？有哪些黑科技……“问天”十问，详细解读华夏空间站问天测验舱发射职责。

7月24日，搭载问天测验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点燃发射。

新华社记者田定宇摄

一问：“问天”长啥样？

问天测验舱是华夏空间站第二个舱段，也是首个科学测验舱，首要用于扶助航天员驻留、出舱运动和开展空间科学测验，同时可做为天和焦点舱的备份，对空间站停止治理。

“问天测验舱舱体总长17.9米，直径4.2米，发射分量约23吨，是我国当前最重、尺寸最大的单体航行器。”航天科技团体五院空间站系统整体主任计算师张昊引见。

7月24日，搭载问天测验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点燃发射。

新华社记者郭程摄

二问：“问天”何以“零窗口”发射？

“问天测验舱须要与空间站天和焦点舱停止交会对接，因而，一定在规准工夫发射，也即是‘零窗口’发射，不然将无奈来到指定地方，须要耗损庞大价钱调度轨道；以至致使发射断绝，那就须要等候下一个发射窗口从头机关发射，严峻影响职责周期。”航天科技团体一院长征五号B运载火箭整体副主任计算师刘秉说，此次发射是长五系列火箭初次施行“零窗口”发射职责。

刘秉引见，长征五号B运载火箭运用了腾飞工夫差错批改技艺，最大批改工夫为2.5分钟。“浅显知道，在0到2.5分钟这个工夫段内的任一工夫点发射，火箭均能够在航行流程中主动批改因推延发射致使的航行差错，将测验舱精确送入预约轨道。”

三问：“问天”这样硕大，怎样“穿针引线”？

问天测验舱尺寸大、太阳翼柔，升起时具备鼓动机推力相对更小、羽流扰乱更大等特性，多种景况耦合，给交会对接带来诸多灾题。航天科技团体五院问天测验舱GNC分系统副主任计算师宋晓光说：“长辈留住了不少阅历，包罗一些算法和计谋，咱们在这个原形上针对问天测验舱做了大批的计算和仿真考证。”

“详细法子，一方面是把参数搞准，另一方面是在算法上做到有更强的适应才力。”宋晓光说。

四问：航天员能立即投入“问天”吗？

25日3时13分，问天测验舱与天和焦点舱组合体实行交会对接。约7个小时后，神舟十四号航天员乘组投入问天测验舱。为甚么航天员在交会对接后没有立即投入问天测验舱？

“发射并实行对接后，航天员是不能直接投入问天测验舱的。航天员初次投入起码须要下列环节：首先是提早启动舱内无益气体净化功用，建设满意进人前提的处境，包罗舱内的压力、温度、湿度微风速等，有些处事从大地就曾经开展了；第二步是保证天和焦点舱、过道和问天测验舱压力都一致均衡了，才能够轻便翻开舱门。”航天员核心问天测验舱环控生保分系统主任计算师罗亚斌说。

投入问天测验舱后，航天员立即又要停止繁冗的整顿处事，包罗物质搬运、生计处境安置、科学测验谋划、出舱运动谋划，将“天外之家”安置得加倍公道、广阔、安宁。

7月24日，搭载问天测验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场点燃发射。

新华社记者郭程摄

五问：“问天”带了甚么上天？

问天测验舱由处事舱、气闸舱及资本舱3部份构成。问天测验舱中的处事舱近10米长，是我国当前最大的载人密封航天器舱体。处事舱背面紧接着是气闸舱，往后特地用于航天员出舱。再背面即是资本舱。

问天测验舱舱内首要做战布局在处事舱，承载了8个测验柜，包罗性命生态测验柜、生物技艺测验柜、变重力科学测验柜、科学手套箱、低温保存柜以及3个为后续预留的空置测验柜，再有3个寝息区、1个卫生区，以及平台航行所须要的做战。“舱外还承载了22个载荷适配器，就像是把一个大型科学测验室搬到了天外。”张昊说。

六问：“问天”能做哪些测验？

问天测验舱的首要职责是停止性命科学和生物技艺协商，舱内最具“含金量”确当属8个宽1米、高1.8米、深0.8米的科学测验柜。

载人航天工程空间运用系统副总师、中科院空间运用核心协商员吕从民引见，性命生态测验柜将开展拟南芥、果蝇、斑马鱼等动植物的空间成长测验；生物技艺测验柜开展细胞机关培植、空间卵白质结晶与解析、卵白与核酸共滥觞和空间生物力学等测验；变重力科学测验柜扶助开展微重力、摹拟月球重力、火星重力等不同重力程度下的繁杂流体物理、颗粒物质疏通等科学协商；科学手套箱供给清洁密闭空间和温湿度处境把持，建设敏捷死板臂完备细胞级邃密职掌才力，为航天员职掌多学科测验样本供给平安、高效扶助；从-80℃到4℃的低温保存柜，能够满意不同测验样本的不同温度须要。

测验舱外布置了能量粒子探测器、等离子体原位成像探测器，为航天员康健、空间站平安经营供给保证扶助，并可用于空间处境原形协商。

7月25日在北京航天航行把持核心拍照的神舟十四号航天员乘组投入问天测验舱。航天员陈冬（中）、刘洋（右）、蔡旭哲投入问天测验舱。

新华社记者郭中正摄

七问：“问天”与“天和”怎样合营合营？

比拟一个航行器也许一个航天器来讲，多个航天器的组合，把持起来更繁杂。张昊引见，问天测验舱跟天和焦点舱对接实行后，要把这两个舱段的组合体做为一个全体来停止把持，焦点舱做为主控舱段，问天测验舱是附庸身分，同时问天测验舱的平台功用与天和焦点舱互为备份。

八问：“问天”柔性太阳翼的功用是甚么？

问天测验舱所带领的太阳翼，是当前国内最长最大的柔性太阳翼，改革了我国航天器在轨操纵太阳帆板的记载。

宋晓光引见，太阳翼采取了双轴把持，在舱体姿势不做调度的景况下，就可以随时调度朝向。

空间站在轨建筑实行后，天和焦点舱的一个太阳帆板将迁徙到问天测验舱资本舱的尾部。届时，问天测验舱将成为货真价实的“主发电站”，为组合体源源一直地供电送能。

7月25日在北京航天航行把持核心拍照的神舟十四号航天员乘组投入问天测验舱。这是航天员陈冬投入问天测验舱。

新华社记者郭中正摄

九问：“问天”小死板臂能实行甚么处事？

与天和焦点舱相同，问天测验舱也搭载了一个死板臂。比拟于焦点舱装备的开展长度达10米、最大承载品质25吨的大死板臂，问天测验舱的死板臂要显得更“短小精干”。

张昊引见，大死板臂手臂够长，迁徙范畴更大，功课半径近10米；气力够大，几乎是一个“鼎力士”，能够捉住并迁徙一个完好的航天器。

比拟之下，问天测验舱的小死板臂长度约5米，承载才力为3吨，但这个“小手”的计算方针即是抓握中袖珍做战，停止更为邃密化的职掌。

譬喻，它能够在不须要航天员出舱的景况下，自力实行舱外载荷的装配、改换等照管职掌，能够灵验节流航天员在轨处事负荷。

巨细死板臂还能够组合操纵，构成约15米长的组合臂，开展更多的舱外职掌。“咱们能够将巨细死板臂视为人的两只手，彼此交代东西，合做操纵；也能够将两只手臂攥在一同，产生一个更长的死板臂，能够停止遮蔽全面空间站表面的一些职掌和匍匐须要。”张昊说。

7月25日在北京航天航行把持核心拍照的问天测验舱与空间站组合体交会对接。这是问天测验舱胜利对接于天和焦点舱前向端口的摹拟图象。

新华社记者郭中正摄

十问：“问天”上再有甚么“黑科技”？

空间站建筑流程中“惜重如金”，但此次问天测验舱带领了4个多千克的众人伙，学名叫把持力矩陀螺，曾经升起的焦点舱带领6个、天舟四号带领1个，随后天舟五号还将带领1个，12个把持力矩陀螺团结操纵，就可以够使超出吨的空间站的姿势把持“坐如钟、行如风”。

“经过把持力矩陀螺不同速率的晃动，能够灵验把持航天器的姿势，缩小经过焚烧燃料鞭策航天器姿势调度的耗费，是一款节能神器。”宋晓光说。

我国第一台把持力矩陀螺，是年随玉阙一号上天的。它的在轨运用是我国空间机电部件进展的一个历程碑，使我国成为国际上第三个把持该技艺的国度。

（记者李国利、黎云、张瑞杰、赵叶苹、温竞华）

根源：新华社

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