夢天實(shí)驗(yàn)艙是我國空間站的第三個艙段,也是第二個科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙,可以支持空間站開展更大規(guī)模的空間研究實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)。和空間站首個實(shí)驗(yàn)艙段問天艙相比,夢天實(shí)驗(yàn)艙有何特殊之處?未來可以開展哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)?夢天艙有一項(xiàng)獨(dú)門絕技,那就是可以在空間站發(fā)衛(wèi)星,這項(xiàng)絕技是如何練成的?夢天艙又為何被稱作天宮“夢工廠”?我們來一問到底。
夢天艙長啥樣 和問天艙有何異同?
先來看看夢天艙究竟長啥樣,和問天艙有何相同和不同之處呢?
(資料圖)
夢天實(shí)驗(yàn)艙是中國空間站三大艙段中的最后一個艙段,它的長是17.88米,最大直徑是4.2米,重量約23噸。作為中國空間站的第二個實(shí)驗(yàn)艙段,它的大小、直徑、重量與問天實(shí)驗(yàn)艙相當(dāng)。
夢天實(shí)驗(yàn)艙主要由四部分組成,分別是工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙,還有資源艙。
由于夢天實(shí)驗(yàn)艙的定位是航天員工作的地方,因此,與問天實(shí)驗(yàn)艙最大的不同,就是這里沒有睡眠區(qū)和衛(wèi)生區(qū)。艙內(nèi)左右兩邊各有一排柜子,這些就是夢天實(shí)驗(yàn)艙的科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜。包括超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜、高精度時頻實(shí)驗(yàn)柜、高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、流體物理實(shí)驗(yàn)柜、兩相系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)柜、燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、在線維修裝調(diào)操作柜等等。未來,航天員或者載荷專家會在這里開展一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
再往前,過了眼前這道門,就將通往夢天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙和載荷艙。看到這里,您可能會有疑問,為什么工作艙艙門是與兩個艙相連呢?這兩個部分最特別的地方,就在于它們采用了“雙艙嵌套”方式,也就是在載荷艙內(nèi)部,包含了貨物氣閘艙。
接下來,再后面,就是夢天實(shí)驗(yàn)艙的資源艙。這里有發(fā)動機(jī)、推進(jìn)劑,主要為夢天實(shí)驗(yàn)艙提供動力。資源艙后端的這對“翅膀”,是夢天實(shí)驗(yàn)艙的大型柔性太陽翼,制造材料與核心艙、問天艙的太陽翼相同,面積也和問天艙太陽翼一致,展開后單側(cè)太陽翼長約23米,面積約138平方米。
四艙組合——夢天實(shí)驗(yàn)艙的獨(dú)特構(gòu)成
不設(shè)睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū),夢天艙可以說是中國空間站的專職工作室,而且它還是唯一一個采用了四艙組合的空間站艙體。那與問天艙的三艙組合體相比,夢天多了哪個艙?又為何要采取獨(dú)特的“艙中艙”設(shè)計(jì)呢?
從外觀上看,夢天和問天兩個實(shí)驗(yàn)艙“長得很像”,在工作艙與資源艙中間艙段部分,問天實(shí)驗(yàn)艙還有一個方形艙段,這是為航天員出艙設(shè)計(jì)的氣閘艙。而在夢天實(shí)驗(yàn)艙的相同位置,則是一個圓柱形艙體,這是夢天實(shí)驗(yàn)艙上最獨(dú)特的設(shè)計(jì)“艙中艙”。
中國航天科技集團(tuán)八院主任設(shè)計(jì)師 樊萍:我們夢天實(shí)驗(yàn)艙在發(fā)射入軌的時候,大家都只能看見三艙,實(shí)際上它是一個“艙中艙”的結(jié)構(gòu),我們有一個貨物氣閘艙是隱藏在載荷艙里面的,我們也把它形象地稱為一個“套娃”。
在太空做“套娃”其實(shí)就是將氣閘艙與載荷艙相結(jié)合,這個巧妙的設(shè)計(jì)能進(jìn)一步提升整艙剛度,起到有效承載。
夢天氣閘艙有何特殊作用?
同為空間站的實(shí)驗(yàn)艙,夢天艙與問天艙全都配備有氣閘艙。但是和問天艙不同的是,夢天艙的氣閘艙并不是用來負(fù)責(zé)航天員進(jìn)出的。那它的作用又是什么呢?
夢天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙,是一個專供貨物進(jìn)出的重要樞紐。更形象地來說,如果將問天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙比作“國際機(jī)場”,那么夢天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙就像是一座“國際貨運(yùn)港口”,承擔(dān)著空間站貨物、載荷等進(jìn)出艙的任務(wù)。
如何實(shí)現(xiàn)載荷自動進(jìn)出艙,主要是靠載荷艙上的自動門和轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。自動門可以通過多次的開關(guān),打通和關(guān)閉夢天實(shí)驗(yàn)艙與太空的通道。再由貨物氣閘艙上面配備的一套載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu),將載荷送出與回收,完成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更替。
搭載更多實(shí)驗(yàn)柜 夢天艙將開展哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)?
作為我國空間站的第二個實(shí)驗(yàn)艙段,以及空間站專職工作室,夢天艙最主要的任務(wù)當(dāng)然是開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此它也被稱作天宮“夢工廠”。那夢天艙究竟搭載了哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)備?又將開展哪些特殊的太空實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>
中國科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員 集成技術(shù)中心副主任 張璐:我們整個夢天艙的規(guī)模要大得多,包括流體、兩相、燃燒這么一大塊一個領(lǐng)域,然后基礎(chǔ)物理材料科學(xué),還有公共支持等等7種8個實(shí)驗(yàn)柜,因?yàn)楣褡訒容^多,所以它能夠開展的實(shí)驗(yàn)類型和種類也會比原來的前面兩艙要更多一些、更廣一些。
據(jù)介紹,科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜高約1.8米,寬約1.1米,每個實(shí)驗(yàn)柜都相當(dāng)于一個小型的太空實(shí)驗(yàn)室,可以支持一個或多個方向的空間科學(xué)與應(yīng)用研究。
此外,在夢天實(shí)驗(yàn)艙,還配備有占據(jù)了兩個實(shí)驗(yàn)柜的高精度時頻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),它通過不同特性原子鐘組合,在空間站構(gòu)建超高精度時間頻率產(chǎn)生和運(yùn)行系統(tǒng),可以支持相對論、引力物理等基礎(chǔ)前沿研究及全球重力位測量等應(yīng)用研究。
空間站上發(fā)衛(wèi)星 夢天艙是如何做到的?
專家告訴我們,夢天艙還有一項(xiàng)獨(dú)門絕技,就是可以將微小飛行器送入太空,也就是說它可以在空間站上發(fā)衛(wèi)星。這又是如何做到的呢?
夢天實(shí)驗(yàn)艙配置的微小飛行器在軌釋放機(jī)構(gòu),能夠滿足百公斤級微小飛行器或者多個規(guī)格立方星的在軌釋放需求,解決微衛(wèi)星和立方星低成本進(jìn)入太空的問題,進(jìn)一步增強(qiáng)了空間站的綜合應(yīng)用效益。
中國航天科技集團(tuán)八院主任設(shè)計(jì)師 樊萍:在軌發(fā)射衛(wèi)星,其實(shí)它的前部分的流程就跟我們載荷出艙的流程是一樣的。比較特別的是我們把小衛(wèi)星裝在微小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)里面,把它當(dāng)做整體,好比一個載荷送出艙,然后機(jī)械臂把整個的釋放機(jī)構(gòu)抓在對準(zhǔn)想要發(fā)射的方向,有個彈簧機(jī)構(gòu)就可以把衛(wèi)星彈射出去。
這是中國空間站首次搭載微小飛行器在軌釋放機(jī)構(gòu),相較于現(xiàn)在的火箭發(fā)射微小衛(wèi)星,從空間站釋放微小衛(wèi)星不僅經(jīng)濟(jì)性更好,還可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的快速入軌。
獲取更多陽光 太陽翼如何成為太空向日葵?
隨著夢天實(shí)驗(yàn)艙的到來,中國空間站將開展更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn),空間站載荷供電需求也成倍增加。因此就需要兩大實(shí)驗(yàn)艙的太陽能帆板能夠隨時朝向太陽,獲得最多的光照。太陽翼如何能化身太空向日葵,永遠(yuǎn)向著太陽呢?
為了讓柔性太陽電池翼在長達(dá)10年以上的太空工作期間,能量供給始終保持最佳狀態(tài),對日定向驅(qū)動機(jī)構(gòu)發(fā)揮著重要作用。它可以帶動太陽翼轉(zhuǎn)動,從而確保太陽翼像“向日葵”一樣,始終正面朝向太陽。
年內(nèi)還將實(shí)施天舟五號和神舟十五號發(fā)射
太空浩瀚,征程漫漫,中國航天人奮楫星海的腳步從未停歇。夢天實(shí)驗(yàn)艙后續(xù)實(shí)現(xiàn)交會對接和轉(zhuǎn)位后,我國空間站就將完成“T”字基本構(gòu)型在軌組裝。年內(nèi),還將實(shí)施天舟五號貨運(yùn)飛船和神舟十五號載人飛船發(fā)射任務(wù)。其中,神舟十五號載人飛船飛行乘組也是由3名航天員組成,這3名航天員將在軌和神舟十四號的航天員完成輪換以后,在軌工作和生活6個月。
從仰望星空到遨游蒼穹,中國人在逐夢九天的路上,奮力前行,中華民族的飛天之夢也將飛得更高更遠(yuǎn)。
關(guān)鍵詞: 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 中國空間站 釋放機(jī)構(gòu)
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