23噸全球第一!中國「問天」艙深度揭秘:這5點無敵
7月25日3時13分,「問天」實驗艙成功對接於天和核心艙前向埠,整個交會對接過程歷時約13小時。這是中國兩個20噸級航天器首次在軌實現交會對接。
7月25日10時03分,神舟十四號航天員乘組順利進入問天艙。這是中國航天員首次在軌進入科學實驗艙。
後續,將按計劃開展組合體姿態融合控制、小機械臂爬行和大小臂組合測試等在軌工作,並利用問天艙氣閘艙和小機械臂進行航天員出艙活動。
問天艙到底有多牛?中國空間技術研究院特意撰文,全面講解了問天艙的獨門絕技。
一、氣宇不凡的「王者段位」
作為中國空間站首個實驗艙,問天實驗艙艙體總長17.9米,直徑4.2米,發射重量達23噸,堪比一節地鐵車廂,是全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器。
它由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成。工作艙是迄今中國最大、世界第二大單密封艙體。
艙內設3個睡眠區、1個衛生區,支援空間站內共6人「滿客」運行。
配置雙自由度柔性太陽帆板一對,全部展開後翼展超55米,超過半個足球場,單個有效發電面積約110平方米,相當於一套三室一廳。
二、實力超凡的「全能選手」
問天實驗艙是集平台功能與實驗載荷功能於一體的「全能型」選手。為降低系統複雜性和在軌風險,相應實現了多個系統功能創新。
它具備空間站組合體統一管理和控制能力,同時可作為天和核心艙的備份,對空間站進行管理,可以完全覆蓋空間站組合體工作要求。
支援航天員長期在軌駐留,並提供專用氣閘艙和應急避難場所,保證航天員安全,使空間站的在軌運行風險更加可控,在軌長壽命運行更加可靠。
實驗載荷功能方面,裝載8個實驗機櫃機位、22個艙外載荷適配器,就像是將大型科學實驗室搬到了太空,可以開展大規模的空間科學實驗。
太陽帆板設計方面,為提高交會對接可控性,首次採取太陽帆板二次展開方案,發射後先展開約1/5,對接完成後再展開到位。
三、名副其實的「主發電站」
問天實驗艙能源管理系統十分強大,自帶高性能「發電機」與「配電器」。
它配置了比核心艙更大的柔性太陽帆板,每天平均發電量超過430度,能夠為空間站運行提供充足能源。
空間站在軌建造完成後,核心艙的一個太陽帆板將轉移至問天實驗艙資源艙尾部,成為名副其實的「主發電站」。
屆時,問天實驗艙的3條能源母線將發揮更大的作用,為組合體源源不斷地供電送能。
四、擁有別具一格的「更衣間」
問天實驗艙的氣閘艙採用了「外方內圓」的設計。
外部看上去像方形的外殼,是艙外暴露實驗平台,配置了22個標準載荷介面,其中一部分還配備了流體迴路溫度控制。
內部圓柱狀的部分是航天員開展出艙活動時的「更衣間」,也就是出艙氣閘,航天員可以在這裡換上航天服,進行艙外作業。
與核心艙節點艙相比,氣閘艙的空間更大,航天員在這裡進行出艙準備和艙外返回時,可以更舒展、更從容,未來它將成為整個空間站系統的主要出艙通道。
此外,出艙氣閘還有一個直徑達1米的大門,使航天員不但進出方便,而且還能攜帶大個頭的設備出艙工作,艙外工作能力大大提升。
五、擁有功能齊全的「資源包」
問天實驗艙是空間站系統中艙外活動部件最多的艙體,大量的艙外設施設備更好地保障了出艙活動,也為更精細的艙外操作提供了支援。
艙外攜帶一套5米長、7自由度的小機械臂,小巧又精度高,方便抓取中小型設備,開展更精細的操作。
小臂還能與核心艙大臂級聯成15米長的組合臂,能夠自由爬行於空間站三艙組合體之間,開展範圍更廣的艙外作業。
未來,在空間站搭載的科學實驗載荷,可以通過機械臂精準「投送」到對應的標準載荷介面位置,「即插即用」,不再需要航天員出艙進行操作。
同時,艙外還設置了2台雲檯燈、4台高清攝像機,能實現一邊打光線追蹤光、一邊拍攝錄製,使地面測控人員對航天員出艙活動的一舉一動都一目了然。
它們還能在太空中拍攝許多「壁紙大片」「唯美影片」,將美輪美奐的地球和外太空呈現在世人面前。