問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙，還能種菜養(yǎng)動(dòng)物？

紀(jì)中展

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙示意圖。

7月24日14時(shí)22分，搭載問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭在我國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)火發(fā)射。順利進(jìn)入預(yù)定軌道后，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙于7月25日3時(shí)13分，成功對(duì)接天和核心艙前向端口。此時(shí)，中國(guó)空間站組合體呈現(xiàn)“一”字構(gòu)型。這是我國(guó)載人航天工程立項(xiàng)以來(lái)實(shí)施的第二十四次飛行任務(wù)，也是中國(guó)空間站進(jìn)入建造階段后的第三次發(fā)射。此次發(fā)射和對(duì)接，是首個(gè)有航天員在軌駐留期間進(jìn)行的空間交會(huì)對(duì)接，意味著我國(guó)在航天領(lǐng)域的又一次重大突破。

中國(guó)空間站的總體構(gòu)型為3個(gè)艙段，包括天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙（待發(fā)射），整體呈“T”字構(gòu)型。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站的第二個(gè)大型永久艙段，主要特點(diǎn)是集平臺(tái)功能與試驗(yàn)載荷功能于一體，與天和核心艙的平臺(tái)功能互為備份，在核心艙一旦出狀況時(shí)，可以對(duì)空間站做統(tǒng)一管理和控制，支持開(kāi)展密封艙內(nèi)專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)和部分暴露平臺(tái)實(shí)驗(yàn)。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙由工作艙、氣閘艙和資源艙組成。整個(gè)實(shí)驗(yàn)艙全長(zhǎng)17.9米，艙體最大直徑4.2米，發(fā)射質(zhì)量23噸，相當(dāng)于我們常見(jiàn)的一節(jié)地鐵車(chē)廂，是國(guó)內(nèi)迄今為止發(fā)射的最大單體航天器。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站的首個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，以生命科學(xué)和生物技術(shù)研究為主，在空間生命科學(xué)與生物技術(shù)、微重力流體物理、空間材料科學(xué)等4個(gè)領(lǐng)域規(guī)劃部署了10余個(gè)研究主題，此前已立項(xiàng)40余個(gè)科學(xué)項(xiàng)目，之后將持續(xù)論證、滾動(dòng)實(shí)施更多的相關(guān)科學(xué)項(xiàng)目。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙裝載了8個(gè)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜、22個(gè)艙外載荷適配器，相當(dāng)于搬了一個(gè)大型科學(xué)實(shí)驗(yàn)室到太空。之后，航天員將進(jìn)入問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)啟動(dòng)生命維持系統(tǒng)，完成科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜的組裝，同時(shí)開(kāi)展交叉科學(xué)實(shí)驗(yàn)。日后，航天員還可能在問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙里種菜養(yǎng)動(dòng)物、培育微生物等。這將推動(dòng)我國(guó)在生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學(xué)等科技領(lǐng)域的相關(guān)研究。

此外，航天員還將從問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙的出艙口完成2—3次出艙活動(dòng)。問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙配置的航天員開(kāi)展艙外活動(dòng)（EVA）的專(zhuān)用氣閘艙，是中國(guó)空間站的主份EVA氣閘艙，在氣閘艙和資源艙外配置了多個(gè)暴露應(yīng)用載荷接口，具有較強(qiáng)的艙外應(yīng)用載荷支持能力。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙外還預(yù)留了1個(gè)擴(kuò)展暴露平臺(tái)接口和1個(gè)大型載荷掛點(diǎn)接口，可以滿(mǎn)足直接暴露在太空環(huán)境下，如空間環(huán)境監(jiān)測(cè)、一些航天器相關(guān)的新技術(shù)領(lǐng)域的實(shí)驗(yàn)載荷。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙外還配置了一條作業(yè)范圍約5米長(zhǎng)、7個(gè)自由度的小機(jī)械臂，用于艙外載荷照料和支持航天員出艙，開(kāi)展更精細(xì)的操作。它與核心艙的大機(jī)械臂組合使用后，活動(dòng)范圍可以達(dá)到15米。同時(shí)，問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙尾部有一對(duì)巨大的太陽(yáng)能帆板，上面安裝的太陽(yáng)電池翼采用雙自由度驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，能以最佳角度面向太陽(yáng)，避免飛行過(guò)程中其他艙段遮擋陽(yáng)光，保障空間站電力供應(yīng)。這也是世界第四代空間站的重要特點(diǎn)之一。

問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙成功發(fā)射對(duì)接后，中國(guó)空間站的規(guī)模進(jìn)一步增大，具備了航天員在軌對(duì)接航天器的經(jīng)驗(yàn)。接下來(lái)，航天員將會(huì)迎來(lái)中國(guó)空間站的下一個(gè)艙段夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙。屆時(shí)，中國(guó)空間站將完成三艙組合體在軌建造任務(wù)，形成美麗的“T”字構(gòu)型，今后將會(huì)在太空領(lǐng)域的研究和發(fā)展中創(chuàng)造更多奇跡。