夢天實驗艙成功發射 逐夢九天

中國空間站示意圖製圖/楊仕成

10月31日15時37分，搭載空間站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭，在我國文昌航天發射場準時點火發射，約8分鐘後，夢天實驗艙與火箭成功分離並準確進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。 新華社發

七院七部試驗隊員檢查、記錄產品技術狀態。

七院七部試驗隊員在發射場仔細校覈夢天實驗艙物資信息數據。

10月31日下午，中國空間站第三個艙段夢天實驗艙在文昌航天發射場由長征五號B運載火箭託舉升空，順利進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功。後續，夢天實驗艙將與天和核心艙進行快速交會對接以及平面轉位，完成空間站“T”字基本構型組裝。　　根據空間站建造計劃安排，後續我國還將在文昌航天發射場發射天舟五號貨運飛船，在酒泉衛星發射中心發射神舟十五號載人飛船。　　夢天實驗艙的成功發射有哪些看點？夢天實驗艙在空間站將肩負哪些重任？

看點1

夢天實驗艙的獨特之處

本次發射的夢天實驗艙作爲中國空間站第三個艙段，與天和核心艙、問天實驗艙的任務分工和定位有何異同？　　從對人的支持角度來看，夢天實驗艙的定位是航天員工作的地方，因此沒有配置類似天和核心艙、問天實驗艙的再生生保系統以及睡眠區、衛生區。我國空間站三個艙段均配置有航天員的鍛鍊設備，夢天實驗艙配置的是抗阻鍛鍊設備，類似健身房的划船機。　　從總體構型來看，夢天實驗艙的“肚子”更圓，它由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙組成，並採用了獨特的“套娃”設計。工作艙通過對接機構與核心艙相連，主要是航天員艙內工作與鍛鍊的地方，也是艙內科學實驗機櫃安裝的地方。載荷艙與貨物氣閘艙則以“雙艙嵌套”的形式與工作艙相連，在載荷艙的內部，隱藏着一個貨物氣閘艙，主要作爲貨物出艙專用通道。資源艙則是對日定向裝置和柔性太陽翼等安裝的地方。　　從支持應用任務來看，夢天實驗艙作爲“工作室”，是我國空間站三個艙段中支持載荷能力最強的艙段，其配置了13個標準載荷機櫃，主要面向微重力科學研究，可支持流體物理、材料科學、超冷原子物理等前沿實驗項目。　　同時，夢天實驗艙艙外配置有37個載荷安裝工位，可爲各類科學實驗載荷提供機、電、信息方面的能力支持，確保它們在太空環境下開展各類實驗。特別是載荷艙上配置有兩塊可在軌展開的暴露載荷實驗平臺，進一步增強了空間站的載荷支持能力。

看點2

爲艙外科學實驗提供強大支持

作爲我國空間站首個具有貨物氣閘艙的艙段，夢天實驗艙將爲空間站開展艙外科學實驗帶來全新“體驗”。　　在沒有貨物氣閘艙之前，一般是通過航天員“出艙帶貨”的方式進行艙內外貨物的轉移、安裝，但這種方式往往會受到航天員出艙次數、載荷數量與大小的限制，且航天員頻繁進行出艙活動還將面臨空間環境中更爲複雜的安全考驗。因此，夢天實驗艙貨物氣閘艙的應用，將爲空間站後續開展各類艙外科學實驗提供強大支持。　　夢天實驗艙內還配置了一臺載荷轉移機構，可以穩定將貨物從艙內送出艙外，或將艙外貨物運至艙內。這臺載荷轉移機構的運送能力達400千克，與航天員“帶貨出艙”的方式相比，貨物出艙能力進一步提升，還可爲在軌工作生活的航天員“減負”，以便其將更多時間精力用於開展艙內各項科學實驗活動。　　同時，爲滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求，夢天實驗艙的貨物氣閘艙上還安裝了一款方形艙門，寬度可達1.2米。艙門採用全自動弧形滑移設計，可以爲貨物的進出艙提供一條寬闊走廊。這是方形自動艙門首次亮相中國空間站。　　中國航天科技集團八院空間站夢天實驗艙總體副主任設計師孟瑤介紹，貨物進出艙功能是夢天實驗艙的重要功能之一，如果把問天實驗艙的氣閘艙比作是“國際機場”的話，那麼夢天實驗艙的貨物氣閘艙就可以比作是重要的“物流港”。貨物進出艙功能主要是通過航天員發送指令完成，實現了“指尖上的物流”能力。

看點3

更高難度“太空之吻”

此次夢天實驗艙成功發射後，將與空間站組合體交會對接，如“萬里穿針”般上演更高難度的“太空之吻”。　　中國航天科技集團五院502所空間站實驗艙主任設計師宋明超介紹，夢天實驗艙與三個月前發射的問天實驗艙個頭差不多，但是交會對接過程卻是“難上加難”。爲了解決兩大難點，制導導航與控制（GNC）系統在其中發揮了重要作用。　　第一個難點也是此次交會對接任務的最大危險點，因夢天實驗艙入軌後太陽與軌道夾角較大，太陽翼發電量不足以補充耗電量，如果不能在規定時間內完成交會對接，就需要中斷自主交會對接過程而緊急調整夢天實驗艙的姿態，使其連續對日定向來保證能源供應。　　第二個難點是夢天實驗艙交會對接時組合體是“L”構型的非對稱構型，與問天實驗艙交會對接時組合體對稱構型不同，這顯著增加了空間站在軌姿態控制的難度。　　爲此，中國航天科技集團五院的技術人員爲夢天實驗艙特別定製了交會對接任務故障預案，開展了大量的預演預判和試驗驗證工作。 據新華社

“夢天”小檔案

•夢天實驗艙由工作艙、載荷艙、貨物氣閘艙和資源艙組成•艙體全長17.88米•直徑4.2米•起飛重量約23噸•可爲航天員提供超過32立方米的工作與活動空間•夢天實驗艙的定位是航天員工作的地方•是三艙中支持載荷能力最強的艙段•被譽爲空間實驗“夢工場”

“夢天”新技能

實驗艙上配置的微小衛星在軌釋放機構，能夠滿足百公斤級微小衛星或者多個規格立方星的在軌釋放需求。　　航天員只需在艙內把立方星或微衛星填裝到釋放機構的“肚子”內，釋放機構即可搭乘載荷轉移機構將小衛星運送至艙外。出艙後，機械臂抓取釋放機構，運動到指定的釋放方向，釋放機構就會像彈弓一樣，把小衛星彈射出去，實現在軌“放衛星”。　　有了這項新技術，我國空間站可爲立方星、微衛星的釋放提供最前沿的出發地，實現微衛星和立方星低成本進入太空。四川力量夢天實驗艙背後的“四川智造”助力航天員太空生活更智能更便捷　　逐夢九天，正當其時。10月31日下午，海南文昌發射場，我國載人航天空間站工程夢天實驗艙發射成功。　　作爲新時代的“大國重器”，夢天實驗艙成功發射升空離不開一系列“四川造”的支持。

吃喝不愁空間站有咱們的“智能管家”

承擔夢天實驗艙中物資管理分系統研發的，是位於成都的中國航天科技集團有限公司第七研究院第七設計部（簡稱“七院七部”）的宇航團隊。七院七部宇航團隊平均年齡不到33歲，這支年輕的隊伍承研了中國空間站15個分系統之一的物資管理分系統，具體負責空間站所有物資的全生命週期管理及艙內在軌駐留輔助支持保障產品研製。　　航天員在空間站裡吃什麼、喝什麼、缺什麼、找什麼？七院七部宇航團隊負責對這些問題給出答案。這支年輕的隊伍具體負責空間站所有物資的全生命週期管理，是中國空間站名副其實的“智能管家”。　　我國空間站自2021年天和核心艙發射入軌、2022年問天實驗艙對接成功，全國人民通過艙內攝像機看到的，大部分都是七院七部宇航團隊研製的物資管理分系統產品。在夢天實驗艙內，七院七部除了鞏固已有的優勢技術外，還在技術上不斷追求進步，把一系列新的物資管理分系統產品送入太空，助力一大批科學實驗在太空順利進行。　　夢天實驗艙成功發射那一刻，守候在電視機前的人們激動不已，位於北京飛控中心、一直關注發射動態的七院七部宇航產品總體研究室副主任徐戰卻顯得十分平靜。他的平靜，來自於前期七院七部在負責夢天實驗艙物資管理分系統時所做的紮實工作。　　用他的話說，“航天是一步一個腳印的工作，每一項工作都是紮紮實實、認真真真做過來的，每個細節都要經過上千遍的複覈確認和實踐驗證，你知道它是沒問題的，你會感到很踏實。”

井井有條“最美空間站”這樣煉成

空間站作爲目前中國目前最複雜的航天器，艙內有着數量衆多的功能設備，航天員在軌長期駐留，同樣需要巨量的空間站運營物資。大到儀器設備、小到螺絲螺母，上萬件物資都由七院七部開發的智能化、自動化、數據化的物資管理系統管理。物資管理分系統引入時下最流行的二維碼、語音、圖像識別的多模互補物資信息識別技術，不接觸即可快速獲取物資的在軌和存儲信息。　　爲適應太空特殊環境，七院七部宇航隊伍僅軟件就更新過10餘個版本，經歷過上千次試驗。最終，航天員需要某件物品，通過語音便能獲取數量、位置等信息，並且具有三維可視化的在軌物資顯示功能。物資信息管理系統能夠實時更新物資的數量、狀態、位置等信息。　　中國空間站被不少人譽爲“最美空間站”，在空間的利用率和舒適度上都進行了很好的優化。貨包、內飾板、隔聲降噪的內飾層、工作支持輔助設備……它們種類多、跨度大，都是航天員在艙內工作生活的必備品。外形樸素，但研製之難卻出人意料，其中最難的是材料。以貨包布料爲例，要抗菌防黴，還要阻燃控制有害氣體釋放，必須自主研發。七院七部宇航團隊每天比較着不同類別的纖維，經過上千次試驗，最終確定了以殼聚糖纖維——一種從蟹殼中提取的天然抗菌生物材料爲基礎，混紡抗靜電、阻燃等多種性能纖維的設計方案，並製作出能全方位保障航天員健康和物資安全的紡織材料。

便捷工作“夢天”有獨特妙招“機械臂”

隨着中國空間站建成，中國空間實驗將向更高級的階段邁進，航天員停留在太空中的時間也將變得更長。同爲物資管理分系統，夢天實驗艙的系統卻有所不同。天和核心艙、問天實驗艙有航天員睡覺、休息、上廁所等日常休閒活動的主要區域，分系統產品側重於航天員在軌休息、睡眠的舒適性，而夢天實驗艙主要用於航天員開展各類試驗、維修等在軌工作，分系統產品側重於航天員在軌工作的便捷性。　　爲使航天員在夢天實驗艙的各類工作和活動更加便捷和高效，在傳統螺釘連接的固定式扶手、腳限裝置的基礎上，夢天物資管理分系統創新性地研製了“滑軌”這種快速安裝接口，配上各式各樣的可移動式長、短、可伸縮式扶手，再加上移動式腳限裝置、空間腳限裝置等各類限位裝置，這些充滿“未來感”的機構產品還可以互相組合使用，成爲艙內的“機械臂”，使得航天員在艙內各個位置、各個角落都可以方便地固定自己的身體、調整自己的姿勢，克服太空微重力帶來的漂浮現象，便捷地開展各類試驗、維修操作。　　另一方面，在充分繼承天和、問天成熟技術的基礎上，將原有產品變化爲適應夢天實驗艙特殊需求的新產品。比如將已有的空間站餐桌改頭換面，搖身一變爲夢天艙內可翻折的大型工作臺，成爲空間站內最大的維修操作平臺；將已有的軟質收納袋升級換代，變爲可快速摺疊收納的存儲盒，巧妙地實現了對“寸土寸金”的艙內空間的充分利用；讓已有的防飄網變大變強，成爲能夠解決6名航天員進駐期間物資存儲問題的有效方案。“我們要做的不是爲了保成功就一成不變地繼承，而是百尺竿頭更進一步，不僅要成功，還要創新，要追求完美，讓航天員工作和生活更便捷。”夢天實驗艙物資管理分系統副主任設計師鄔瓦尼說。　　華西都市報-封面新聞記者陳彥霏

焦點關注“夢天”何時轉位?

夢天實驗艙與空間站組合體進行快速交會對接後，神舟十四號航天員乘組將配合地面操作人員實施夢天實驗艙轉位。隨後，神舟十四號航天員乘組將進入夢天實驗艙。　　夢天實驗艙轉位完成，標誌着中國空間站“T”字基本構型在軌組裝完成，向着建成空間站的目標邁出了關鍵一步。