問天實驗艙，還能種菜養(yǎng)動物？

紀中展

問天實驗艙示意圖。

7月24日14時22分，搭載問天實驗艙的長征五號B運載火箭在我國文昌航天發(fā)射場準時點火發(fā)射。順利進入預定軌道后，問天實驗艙于7月25日3時13分，成功對接天和核心艙前向端口。此時，中國空間站組合體呈現(xiàn)“一”字構型。這是我國載人航天工程立項以來實施的第二十四次飛行任務，也是中國空間站進入建造階段后的第三次發(fā)射。此次發(fā)射和對接，是首個有航天員在軌駐留期間進行的空間交會對接，意味著我國在航天領域的又一次重大突破。

中國空間站的總體構型為3個艙段，包括天和核心艙、問天實驗艙和夢天實驗艙（待發(fā)射），整體呈“T”字構型。問天實驗艙是中國空間站的第二個大型永久艙段，主要特點是集平臺功能與試驗載荷功能于一體，與天和核心艙的平臺功能互為備份，在核心艙一旦出狀況時，可以對空間站做統(tǒng)一管理和控制，支持開展密封艙內專項實驗和部分暴露平臺實驗。問天實驗艙由工作艙、氣閘艙和資源艙組成。整個實驗艙全長17.9米，艙體最大直徑4.2米，發(fā)射質量23噸，相當于我們常見的一節(jié)地鐵車廂，是國內迄今為止發(fā)射的最大單體航天器。

問天實驗艙是中國空間站的首個科學實驗艙，以生命科學和生物技術研究為主，在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學等4個領域規(guī)劃部署了10余個研究主題，此前已立項40余個科學項目，之后將持續(xù)論證、滾動實施更多的相關科學項目。

問天實驗艙裝載了8個實驗機柜、22個艙外載荷適配器，相當于搬了一個大型科學實驗室到太空。之后，航天員將進入問天實驗艙內啟動生命維持系統(tǒng)，完成科學實驗柜的組裝，同時開展交叉科學實驗。日后，航天員還可能在問天實驗艙里種菜養(yǎng)動物、培育微生物等。這將推動我國在生命生態(tài)、生物技術和變重力科學等科技領域的相關研究。

此外，航天員還將從問天實驗艙的出艙口完成2—3次出艙活動。問天實驗艙配置的航天員開展艙外活動（EVA）的專用氣閘艙，是中國空間站的主份EVA氣閘艙，在氣閘艙和資源艙外配置了多個暴露應用載荷接口，具有較強的艙外應用載荷支持能力。

問天實驗艙外還預留了1個擴展暴露平臺接口和1個大型載荷掛點接口，可以滿足直接暴露在太空環(huán)境下，如空間環(huán)境監(jiān)測、一些航天器相關的新技術領域的實驗載荷。

問天實驗艙外還配置了一條作業(yè)范圍約5米長、7個自由度的小機械臂，用于艙外載荷照料和支持航天員出艙，開展更精細的操作。它與核心艙的大機械臂組合使用后，活動范圍可以達到15米。同時，問天實驗艙尾部有一對巨大的太陽能帆板，上面安裝的太陽電池翼采用雙自由度驅動結構，能以最佳角度面向太陽，避免飛行過程中其他艙段遮擋陽光，保障空間站電力供應。這也是世界第四代空間站的重要特點之一。

問天實驗艙成功發(fā)射對接后，中國空間站的規(guī)模進一步增大，具備了航天員在軌對接航天器的經驗。接下來，航天員將會迎來中國空間站的下一個艙段夢天實驗艙。屆時，中國空間站將完成三艙組合體在軌建造任務，形成美麗的“T”字構型，今后將會在太空領域的研究和發(fā)展中創(chuàng)造更多奇跡。