問天實驗艙對接成功,爲何用時約13個小時,幾乎比平時多一倍?

7月24日14時22分,搭載“問天”實驗艙的長征五號B遙三運載火箭點火升空,7月25日凌晨3時13分,“問天”成功對接於“天和”核心艙前向端口,我國兩個20噸級航天器首次在軌交會對接順利完成。值得注意的是,這次交會對接用時差不多是13個小時,而以往無論是“神舟”載人飛船,還是“天舟”貨運飛船,交會對接“天和”核心艙的時間大約都是6.5個小時,也就是說“問天”實驗艙用時幾乎比平時多了一倍,這是爲什麼呢?

對接成功了

央視這個畫面有點意思

道理很簡單,“神舟”載人飛船發射重量差不多是7.8噸,而“天舟”貨運飛船的發射重量也只有13.5噸,它們好像是小汽車和小貨車,而“問天”實驗艙加上攜帶的燃料,發射重量達到23噸,相當於大貨車,相比小汽車和小貨車來說,行駛速度要慢些,剎車和制動過程也要漫長一些。

19米停泊點

對接後的狀態

值得一提的是,“天舟二號”貨運飛船離軌期間,曾經測試過一次3.5小時的快速對接,這意味着我國飛船對接空間站的速度,達到了俄羅斯的水平,估計在後續的任務中,會繼續進行測試並最終實用化。當然,對於“問天”、“夢天”這樣大噸位的實驗艙,對接過程還是以穩妥爲主,時間反而不是最重要的。

天和拍問天

“問天”實驗艙作爲我國空間站主要的科學實驗場地之一,將配備8個實驗機櫃和22個艙外載荷適配器,而整個“天宮”空間站一期工程,我們的實驗機櫃數量將達到25個。整個國際空間站以更大的體型和更多的艙段,則只安裝了31個實驗機櫃。如果加上二期工程,我們空間站的實驗機櫃將遠遠超過國際空間站,擁有更高的水準。

國外報道的我國空間站部分實驗機櫃

另外,“問天”實驗艙還有6個舷窗,而“天和”核心艙的舷窗數量爲5個,“問天”多出的一個位置在氣閘艙艙門上,由於“問天”的出艙口朝向地球,所以以後這裡就是“天宮”拍攝地球的最佳位置,一定程度上起到了國際空間站穹頂艙的作用。

這裡有個舷窗

有意思的是,在地面備份艙上,“問天”的氣閘艙艙門上,是沒有這個舷窗的,這說明“問天”的最終設計進行了部分修改和優化。

地面備份艙段上這個位置沒有舷窗

和“天和”核心艙一樣,“問天”實驗艙也有三個睡眠區,每個睡眠區也配備有一個舷窗。不過,與“天和”的臥式佈置不同,“問天”的睡眠區是呈環形佈置的,兩個在“側面”,另一個在“天花板”,洗手間可能在“地板”上,佈局有點類似國際空間站美國的“和諧”號節點艙。

問天地面備份艙三個睡眠區的佈置

最終發射上去的和地面備份艙睡眠區是一致的

而此前在網絡上曝光的一個三維角度看“問天”的虛擬視頻中,睡眠區是三個並排立式佈置的,不知道是視頻估計做錯,還是最終設計也經過了修改。實際上,空間站中無所謂“天花板”和“地板”,怎麼睡都是一樣的,睡眠艙環形佈置,最大的好處就是節省空間,畢竟實驗艙的主要功能是做試驗,要給實驗機櫃騰出足夠的空間。

國際空間站美國和諧號節點艙睡眠區

另外,由於部署有大量的機櫃,大家對“問天”艙內的噪音很擔心,國際空間站一些噪音控制得不好的艙段,比如歐洲的“哥倫布”艙,裡面滿是設備嘯叫的刺耳噪音,宇航員根本不可能在裡面長期待,更別說睡覺了。而“問天”通過金屬橡膠隔震設計等技術,將艙內噪音控制在60dB以內,從現場的體驗來看,已經基本聽不到噪音了,超過了國際空間站噪音控制最好的美國“團結”、“和諧”艙段,如果在太空中真能達到這個水平,那將是人類有史以來最爲安靜的空間站艙段。

看一下天和核心艙真實的大小吧,問天和它一樣粗

接下來,“問天”實驗艙將在轉位機械臂的支持下,進行極爲複雜的轉體“變形”,最終對接在“天和”核心艙節點艙的“側面”,我國空間站將首次形成“三維”佈局,預祝一切順利,加油!