杂质泵轴向平面汽车配件真空表排列组合相对耐磨性刨床速度曲线产形齿条计算机辅助制造原标题:大运河传媒海南现场直击 中国首个科学实验舱“问天” 正式踏上 问天之路
7月24日14时22分,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场准时点火发射,约495秒后,问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射取得圆满成功。大运河传媒特派记者,在文昌发射场旁侧海滩现场直击,向读者奉上发射点火升空时沉浸式精彩时刻。
记者从中国载人航天工程办公室了解到,这是我国载人航天工程立项实施以来的第24次飞行任务,发射的问天实验舱是中国空间站第二个舱段,也是首个科学实验舱。问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱组成,起飞重量约23吨,主要用于支持航天员驻留、出舱活动和开展空间科学实验,同时可作为天和核心舱的备份,对空间站进行管理。
后续,问天实验舱将按照预定程序与核心舱组合体进行交会对接,神舟十四号航天员乘组将进入问天实验舱开展工作。
执行此次发射任务的运载火箭及问天实验舱,分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院和中国空间技术研究院抓总研制。
7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。李刚 摄
7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。李刚 摄
7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。郭程 摄
7月24日,搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭,在我国文昌航天发射场点火发射。田定宇 摄
2022年是完成中国空间站建造任务的决战决胜之年,本次问天实验舱发射任务是空间站建造承上启下的关键之战,意义重大。
问天实验舱是我国空间站的首个实验舱,其主要功能是开展科学实验,将是航天员在轨期间的主要工作场所;主要任务是具备空间站组合体统一管理和控制能力,具备与核心舱进行交会对接、转位和停泊的能力;支持航天员在轨驻留,提供专用气闸舱和应急避难场所,保证航天员安全;支持开展密封舱内、舱外科学实验和技术试验。
问天实验舱全长17.9米,发射质量23吨,由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成。据了解,问天实验舱配置了与核心舱一样的航天员生活设施,将来可以与核心舱一起,接受两艘载人飞船轮换期间6名航天员的生活。
空间站建成后,问天实验舱的气闸舱将作为航天员进行舱外作业的主要出舱口;同时,问天实验舱还具备对空间站组合体的管理和控制功能,也就是说在核心舱平台功能出现故障的前提下,可以接管对空间站组合体的操作,从而从整体上提高空间站的可靠性。
与天和核心舱相比,问天实验舱更重、更大,具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力,是国内迄今为止发射的最大的单体航天器。
作为航天员未来在空间站内进行空间生命科学研究的主要基地,问天实验舱的工作舱也更为宽敞,舱内配置了多台科学实验柜,推动我国在生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究。
执行此次发射任务的是长征五号B运载火箭(以下简称长五B火箭)。作为我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭,长五B火箭拥有长达20.5米的国内最大整流罩,近地轨道运载能力达到25吨级。
长五B火箭是在长五火箭基础上研制的一级半构型运载火箭。作为“胖五”家族的一员,其在2020年5月5日首飞成功,将新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱送入太空。2021年4月29日,长五B火箭成功发射天和核心舱,打响了空间站建造的开局之战。
根据中国载人航天工程办公室介绍,今年将实施6次飞行任务,完成我国空间站在轨建造。其中,长五B火箭在7月发射问天实验舱与天和核心舱对接,10月发射梦天实验舱与天和核心舱对接,完成中国空间站在轨建造。
澎湃新闻从抓总研制长五B火箭的航天科技集团一院获悉,本次任务中,长五B火箭实施零窗口发射,这也是长五系列火箭首次执行零窗口发射任务。“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口,也就是要求火箭必须分秒不差地点火升空。
火箭院长五B火箭总体副主任设计师刘秉介绍:“问天实验舱需要与空间站天和核心舱进行快速交会对接,因此,必须在规定时间分秒不差地发射,否则将无法到达指定位置,需要耗费巨大代价调整轨道;甚至导致发射终止,那就需要等待下一个发射窗口重新组织发射,严重影响任务周期。”
长五B火箭拥有长达20.5米的国内最大整流罩,近地轨道运载能力达到25吨级。
随着更多科学实验任务的开展,空间站载荷供电需求也成倍增加。因此,问天实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼,单翼全展开状态下长达27米,面积可达138平方米,不管是展开面积还是供电能力,全新升级后的“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多,双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了“用电无忧”。
据介绍,除了“新面貌”令人惊艳,问天实验舱太阳翼还将以全新的“出场方式”亮相。为了避免问天实验舱与空间站组合体交会对接时产生的碰撞会对“全部张开的翅膀”带来冲击损伤,此次太阳翼的展开将分“两步走”,共七个步骤进行,期间还会有一次“中场休息”,全程历时80分钟。
展开、锁紧、再展开、再锁紧,凭借其“高可靠可重复展收”的硬核技术,问天实验舱太阳翼在太空中收放自如、“刚柔并济”,时刻确保“电力在线”。
本次大型柔性太阳翼并不是我国该类产品的首次亮相, 2021年4月29日成功发射的空间站天和核心舱应用了我国首型大型柔性太阳电池翼,展开面积达67平方米,相当于一个标准单打羽毛球场的大小。时隔一年多,此次柔性太阳电池翼其功率高达18千瓦,是名副其实的plus版,4个这样的太阳电池翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量。
受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响,太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。
为了让“柔性翅膀”24小时不间断追踪太阳,保持最高状态的发电效率为空间站保障用电。问天实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动,确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。
记者了解到,为了实现这一技术,航天八院自主研制出我国目前设计规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置,有了它的加持,空间站将实时捕捉每一道阳光,保证空间站源源不断的能量供给。
问天实验舱入轨后,将与空间站组合体实施轴向交会对接,两个大块头之间的“太空之吻”将亮相太空。
23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体,将是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接,也是我国空间站第一次在有人的状态下进行交会对接。
如此大场面,“身经百战”的对接机构依然可以驾轻就熟。由于设计先进、安全可靠,对接机构完全可以适应未来空间站建造8吨至180吨间的各种吨位以及各种方式的对接。对接完成后,我国空间站以庞大的身躯继续在轨飞行,“养精蓄锐”迎接下一次的大动作。
在轨期间,问天实验舱将完成我国首次在轨大惯量转位动作,即通过平面转位90度,让原本对接在节点舱前向对接口的问天实验舱转向节点舱的侧向停泊口并再次对接,从而腾出核心舱的前向对接口,为梦天实验舱的到访做好充分准备。
据介绍,这将是我国首次航天器在轨转位试验,也是国际上首次以平面式转位方案进行航天器转位的探索尝试。转位过程中,问天实验舱将通过安装在舱体上的“纤细”转臂与核心舱上的转位基座,以及对接机构的密切配合,上演一场惊心动魄的“太空泊车”。
外壁两侧挂着600公斤重的太阳翼、“头”顶着近1吨的对日定向装置与桁架组件、“肚中”还装着2吨重的推进燃料储箱……这个承担着多重使命的“重要成员”就是位于问天实验舱最顶端的资源舱。
虽然看起来“又高又瘦”,但为了保证各种重要设备的可靠安装,航天八院为资源舱锻造了一副坚韧的“钢筋铁骨”,让原本只作为能源中心的资源舱,成功化身为一间多功能“太空资源仓库”,为空间站的在轨建造及后续运行保驾护航。
专家介绍,未来,航天员在轨迎接航天器也会是中国空间站的常态。中国空间站之后将实现航天员乘组在轨轮换,这意味着航天员需要在轨迎接天舟货运飞船、神舟载人飞船等航天器的到来。神舟十四号航天员此次在轨迎接问天实验舱,将为后续任务提供经验参考,特别是计划明年发射的巡天望远镜,也需要定期停靠到空间站,由航天员进行维护。
此外,问天实验舱还要“兼职”天和核心舱的功能备份。不仅保障航天员在轨长期驻留,而且提供专用气闸舱和应急避难场所,保证航天员安全。为提高空间站可靠性、保障航天员生命安全,问天实验舱进行了功能备份,当核心舱出现功能故障时,可切换至问天实验舱。另外,问天实验舱还配置了3个睡眠区、1个卫生间和厨房等设施,将为6名航天员在轨轮换提供条件。
问天实验舱还配置了全新的出舱气闸舱,这是未来航天员的主用出舱口。新气闸舱出舱口朝下,且更为宽敞,航天员出舱更方便。
据悉,问天实验舱主要面向空间生命科学研究,在试验载荷功能上,问天实验舱装载了生命生态、生物技术和变重力科学等8个实验机柜、22个舱外载荷适配器,就像是把一个大型科学实验室搬到了太空。航天员在问天实验舱工作,出了“卧室”就能“上班”。(章文 方曲韵 李国利 黎云 张瑞杰 谢瑞强 张建林)