夢天實驗艙成功發(fā)射看點

新華社北京10月31日電 題：夢天實驗艙成功發(fā)射看點

新華社“新華視點”記者

10月31日，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(fā)射場點火發(fā)射。新華社記者 胡智軒 攝

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(fā)射場由長征五號B運載火箭托舉升空，順利進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。后續(xù)，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(zhuǎn)位，完成空間站“T”字基本構(gòu)型組裝。

夢天實驗艙的成功發(fā)射有哪些看點？夢天實驗艙在空間站將肩負哪些重任？

看點一：長五B有“大力氣”

長征五號B運載火箭近地軌道運載能力達到25噸級，是目前世界上在役火箭中唯一一型一級半直接入軌的火箭，也是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭，被稱為長征火箭家族中的“大力士”。

我國空間站三個艙段重量均超過22噸，長征五號B運載火箭作為“空間站艙段運輸專列”，自中國空間站工程建造實施以來，已成功托舉天和核心艙、問天實驗艙升空。此次夢天實驗艙的起飛重量約23噸，長征五號B運載火箭自然是發(fā)射任務的最佳選擇。

長征五號B運載火箭的“大力氣”是怎樣練出來的？

中國航天科技集團一院長征五號B運載火箭總體副主任設計師劉秉介紹，其大運載能力，得益于充分發(fā)掘了液氧煤油發(fā)動機大推力、氫氧發(fā)動機高比沖的優(yōu)勢。

長征五號B運載火箭配備的8臺120噸級的液氧煤油發(fā)動機，里面最高壓強有500個大氣壓，起飛推力能達到1000多噸。而一級火箭配置的2臺氫氧發(fā)動機，因其比沖高的特點，使火箭能夠以較少的燃料獲得較大的推力。

“所謂比沖，就是發(fā)動機在一定時間內(nèi)燃燒一定量的燃料所產(chǎn)生的推力?！眲⒈f，這就好比汽車的“油耗”，使用液氫和液氧推進劑的發(fā)動機“油耗”較低，是目前我們掌握的比沖較高的推進劑之一。

此外，為滿足空間站大艙段發(fā)射任務要求，長征五號B運載火箭突破了20.5米國內(nèi)最大整流罩分離技術等多項關鍵技術，并將發(fā)射窗口由“零窗口”拓展為正負2.5分鐘的“窄窗口”。

據(jù)了解，長征五號B運載火箭還將承擔中國第一個大型空間巡天望遠鏡發(fā)射任務，屆時將與中國空間站共軌飛行，開展更多的宇宙空間探測和前沿科學研究。

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(fā)射場準時點火發(fā)射，約8分鐘后，夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。新華社記者 楊冠宇 攝

看點二：夢天實驗艙的獨特之處

本次發(fā)射的夢天實驗艙作為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(tǒng)以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。我國空間站三個艙段均配置有航天員的鍛煉設備，夢天實驗艙配置的是抗阻鍛煉設備，類似健身房的劃船機。

從總體構(gòu)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，并采用了獨特的“套娃”設計。工作艙通過對接機構(gòu)與核心艙相連，主要是航天員艙內(nèi)工作與鍛煉的地方，也是艙內(nèi)科學實驗機柜安裝的地方。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(nèi)部，隱藏著一個貨物氣閘艙，主要作為貨物出艙專用通道。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，夢天實驗艙作為“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個標準載荷機柜，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，可為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(huán)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。

看點三：為空間站艙外科學實驗提供強大支持

作為我國空間站首個具有貨物氣閘艙的艙段，夢天實驗艙將為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(nèi)外貨物的轉(zhuǎn)移、安裝，但這種方式往往會受到航天員出艙次數(shù)、載荷數(shù)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(huán)境中更為復雜的安全考驗。因此，夢天實驗艙貨物氣閘艙的應用，將為空間站后續(xù)開展各類艙外科學實驗提供強大支持。

夢天實驗艙內(nèi)還配置了一臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)，可以穩(wěn)定將貨物從艙內(nèi)送出艙外，或?qū)⑴撏庳浳镞\至艙內(nèi)。這臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)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，還可為在軌工作生活的航天員“減負”，以便其將更多時間精力用于開展艙內(nèi)各項科學實驗活動。

同時，為滿足將來更大尺寸、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。艙門采用全自動弧形滑移設計，可以為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，那么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(fā)送指令完成，實現(xiàn)了“指尖上的物流”能力。

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(fā)射場準時點火發(fā)射，約8分鐘后，夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功。新華社記者 郭程 攝

此外，夢天實驗艙具備微小飛行器在軌釋放的能力，將作為開放合作平臺進一步增強空間站的綜合應用效益。其配置的微小飛行器在軌釋放機構(gòu)，能滿足百公斤級微小飛行器或多個規(guī)格立方星的在軌釋放需求。

操作時，航天員只需在艙內(nèi)把立方星或微衛(wèi)星填裝到釋放機構(gòu)的“肚子里”，釋放機構(gòu)即可搭乘載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)將小衛(wèi)星運送至艙外。出艙后，機械臂抓取釋放機構(gòu)運動到指定方向，像彈弓一樣，把小衛(wèi)星依次以一定速度“彈射”出去。

看點四：更高難度“太空之吻”

此次夢天實驗艙成功發(fā)射后，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(fā)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”。為了解決兩大難點，制導導航與控制(GNC)系統(tǒng)在其中發(fā)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，因夢天實驗艙入軌后太陽與軌道夾角較大，太陽翼發(fā)電量不足以補充耗電量，如果不能在規(guī)定時間內(nèi)完成交會對接，就需要中斷自主交會對接過程而緊急調(diào)整夢天實驗艙的姿態(tài)，使其連續(xù)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(gòu)型的非對稱構(gòu)型，與問天實驗艙交會對接時組合體對稱構(gòu)型不同，這顯著增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。

為此，中國航天科技集團五院的技術人員為夢天實驗艙特別定制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。

根據(jù)空間站建造計劃安排，后續(xù)我國還將在文昌航天發(fā)射場發(fā)射天舟五號貨運飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射神舟十五號載人飛船。(記者宋晨、胡喆、李國利、陳凱姿、溫競?cè)A、張建松)

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