問天實驗艙昇天！這個23噸“大傢伙”，將完成什麼KPI？

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文丨噗少俠

出品丨本站科技《逐夢星空》欄目組

舉世矚目，“問天”成功上天！

2022年7月24日14點22分，搭載中國問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭，在海南文昌航天發射場點火升空，一飛沖天！

約495秒後，問天實驗艙與火箭成功分離，並進入預定軌道，發射完美收官！

問天實驗艙升空瞬間，向世界展現中國航天力量！（來源：科技大佬見聞）

據悉，問天實驗艙是中國空間站的首個試驗艙，是國家太空試驗室的重要組成部分。接下來，問天實驗艙將按照預定程序與天和核心艙組合體進行交會對接，神舟十四號的三位航天員將進入問天實驗艙開展系列工作。

不過，這令人激動人心的“問天時刻”，仍有很多疑問擺在我們面前：

比如，問天實驗艙有多大？它由什麼構成？有什麼黑科技？

問天實驗艙主要任務是什麼？它將揹負多少“KPI”？

以及，爲什麼問天上天，是中國2022年航天事業的一個標誌性事件？

未來，中國航天還有什麼“重磅嘉賓”，將登陸神秘的太空？

一、中國“天宮”迎來了一個“大傢伙”！

問天實驗艙，究竟有多大？

作爲我國空間站第一個實驗艙，問天實驗艙不僅是我國迄今爲止噸位最大航天器，也是當今世界長度最長、直徑最大單體載人航天器。

具體而言，問天實驗艙全長約17.9米，堪比一輛雙鉸接公交車。其最大直徑4.2米，整艙乾重約21.5噸，加註推進劑約1.55噸，整體發射重量約23噸，相當於6頭成年亞洲象的重量。

後續，這23噸的“大傢伙”，還將與40多噸的中國空間站組合體對接——這也將是我國目前最大噸位的兩個航天器之間的交會對接，也是我國空間站第一次在有人的狀態下進行交會對接。

如此大場面，無愧航天大國風範！

據悉，中國空間站規劃的總體構型包括3個艙段：2021年4月發射成功的天和核心艙，今天順利上天的問天實驗艙以及未來的夢天實驗艙，三者搭建完成後整體將呈T字構型。

此外，問天實驗艙不僅有如此大的重量，還爲航天員們提供了約50立方米空間，空間“內有乾坤”。

例如，在艙段構成上，問天試驗艙由：爲航天員出艙口的氣閘艙、儲備上行物資的資源艙，以及用來完成科學試驗的工作艙三者，共同組成。

其中，問天資源艙採用桁架結構，安裝了雙自由度太陽池翼，能實現對日定向，將爲問天實驗艙提供能源和動力。而問天的氣閘艙，未來將成爲航天員們的主出艙口，艙外有暴露實驗平臺以及22個載荷適配器，可供安裝等離子原位成像探測器、能量粒子探測器等設備。

值得一提的是，這次問天實驗艙還有一個明星部件：小機械臂。與核心艙的大機械臂相比，長度僅爲5米的小機械臂更加靈活，目標適配器也更加輕巧，運動、操控、精準程度，得到了極大提升。

當然，問天實驗艙最核心的當屬工作艙：包括3個睡眠區、1個衛生區和廚房等設施，是航天員工作和生活的空間，可與天和核心艙一起支持兩艘載人飛船輪換期間6名航天員的生活保障。值得注意的是，如若天和核心艙出現故障，問天實驗艙可以作爲備份艙段對空間站進行控制。

更重要的是，問天的工作艙內還搭載了8個實驗櫃機位，部署了生命生態實驗櫃、生物技術試驗櫃等4個科學實驗機櫃，這些機櫃是問天實驗艙最重要的載荷之一。

不獨如此，這次問天實驗艙還有諸多亮點。

比如，問天實驗艙搭乘的長征五號B運載火箭，不僅是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭，擁有長達20.5米的國內最大整流罩，近地軌道運載能力達到25噸級，採用的是液氫液氧的發動機，是我國目前單臺推力最大的火箭發射機。

比如，在問天實驗艙下一步成功入軌後，其配置的目前國內研製最大面積可展收柔性太陽翼，將進行首次正面展開，其長度約6.5米，相當於兩個車道的寬度。在二次展開後，太陽翼正面全長將達到23米，足夠停下4-5輛家用轎車。

而太陽翼整體翼展更是超過55米——可供兩隻成年藍鯨，首尾相連地躺在上面！

不僅如此，問天實驗艙的太陽翼能持續穩定地爲艙內試驗載荷供電7.2kW以上，其一天的發電量可供普通的家庭使用一個半月。正因如此，這一次全新升級後的“翅膀”，雙翼超萬瓦級的供電讓空間站基本實現了“用電無憂”。

二、問天實驗艙，揹着什麼KPI？

這一次問天實驗艙的主要任務是什麼？

毫無疑問，是開展大量的科學實驗——據瞭解，中國空間站艙內可以部署25臺科學實驗櫃，每臺實驗櫃都是一個小型的太空實驗室，可以支持開展單學科或多學科交叉的空間科學實驗，整體達到國際先進水平。

而這一次，問天實驗艙內一次搭載了8個實驗櫃機位，將主要面向空間生命科學研究，配置了生命生態、生物技術和變重力科學等實驗櫃，能夠支持開展多種類植物、動物、微生物等在空間條件下的生長、發育、遺傳、衰老等響應機理研究。

此外，問天試驗艙內將密集開展密閉生態系統的實驗研究，並通過可見光、熒光、顯微成像等多種在線檢測手段，支持分子、細胞、組織、器官等多層次生物實驗研究，還支持開展不同重力條件下生物體生長機理的對比研究。

值得注意的是，全新的太空授課也將在問天實驗艙開展。先前上天的神州十四號三位航天員，還會擇機首次從問天實驗艙的出艙口出艙，並按計劃從問天實驗艙出艙口完成2到3次出艙活動。

值得注意的是，2022年我國將全面完成以天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙爲基本構型的天宮空間站建造，建成國家太空實驗室。除了此次主要面向空間生命科學研究問天實驗艙，下一步計劃上天的夢天實驗艙，將主要面向微重力科學研究，未來配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎物理以及航天技術試驗等多學科方向的實驗櫃，支持開展重力掩蓋下的多相流與相變傳熱、基礎燃燒過程、材料凝固機理等物質本質規律研究以及超冷原子物理等前沿實驗研究。

而空間站一旦順利完成，依託艙內科學實驗機櫃、艙外試驗裝置和巡天空間望遠鏡，中國空間站將安排近百項實驗研究項目，將極大推進中國科學各領域，例如暗物質與暗能量、星系形成演化、物質本質規律、生命現象本質以及地球可持續發展等重大科學的重大突破。

又見中國式浪漫!揭秘問天實驗艙秘密功能（來源：科技大佬見聞）

三、逐夢星空，我們邁出關鍵一步！

毫無疑問，2022年7月24日將成爲中國航天事業建設史上，值得銘記的一天。

這不僅僅因爲，這一次問天實驗艙將成爲中國的空間站轉入常態化運營後，推動大規模的科學研究真正落地的標誌性事件，更是達成了中國載人航天工程走入30個年頭後，中國空間站建造關鍵戰略的一步。

先前的4月17日，中國空間站建造進展情況新聞發佈會上，中國航天發言人就爲大家清晰明瞭的指出了今年中國航天的任務安排：爲了完成2022年中國空間站的在軌建造，中國將計劃實施6次飛行任務。分別是：5月發射天舟四號貨運飛船、6月發射神舟十四號載人飛船、7月發射空間站問天實驗艙、10月發射空間站夢天實驗艙，隨後，我們國家還將實施天舟五號貨運飛船和神舟十五號載人飛船發射任務。

今天，隨着問天實驗艙發射入軌，以及下一步即將與天和核心艙對接，空間站組合體將會形成“兩艙兩船”構型；同時，夢天實驗艙也在整裝待發：這也預示着，我們國家空間站在軌組裝建造更進一步，勝利觸手可及。

正因如此，建造空間站、建成國家太空實驗室，不僅是實現我國載人航天工程“三步走”戰略的重要目標，是我們建設科技強國、航天強國的重要工程，更是中國幾代中國航天人、千千萬萬中國人逐夢星空的雄心壯志！

如今，逐夢序幕，迅速拉開！