夢天實驗艙順利進入預定軌道！
(資料圖片僅供參考)
10月31日，隨著一聲巨響，長征五號B運載火箭托舉空間站夢天實驗艙徐徐升空，經(jīng)過十余分鐘的飛行，夢天實驗艙順利進入預定軌道，發(fā)射任務取得圓滿成功，打響了我國空間站建造任務的收官之戰(zhàn)。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，三艙組成空間站“T”字基本構(gòu)型。
“兩兄弟”有何區(qū)別？
今年7月24日，中國空間站第二個艙段——問天實驗艙成功發(fā)射，夢天實驗艙是我國空間站發(fā)射的第二個實驗艙，從公布的照片來看，“問天”和“夢天”外形有不少相似之處，在艙段的組成上，都擁有工作艙、氣閘艙和資源艙，特別是“兩兄弟”的工作艙和資源艙的造型幾乎別無二致。那么，“問天”和“夢天”有何區(qū)別呢？
那么如何從外形上快速辨認出“兩兄弟”呢？主要還在工作艙與資源艙的中間部分，也就是氣閘艙的獨特構(gòu)型上。問天實驗艙采用“外方內(nèi)圓”的視覺效果，圓柱形氣閘艙外有個方形的外殼（艙外暴露實驗平臺）；而在夢天實驗艙的相同位置，則采用了“艙中艙”設(shè)計（氣閘艙+載荷艙），這讓夢天實驗艙的體型看起來更加渾圓、流暢。
從對人的支持來講，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”“問天”艙的再生生保以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。但三個艙段均配置有航天員的鍛煉設(shè)備，夢天艙配置的是抗阻鍛煉設(shè)備，類似健身房的劃船機。
作為航天員在太空工作生活的主要區(qū)域，“問天”和“夢天”的工作艙內(nèi)均安裝了多臺科學實驗機柜，便于航天員在軌開展各項科學實驗。但在開展空間科學實驗方面，“兩兄弟”的能力和責任卻各有側(cè)重。 問天實驗艙主要面向空間生命科學研究，配置了生命生態(tài)、生物技術(shù)和變重力科學等實驗柜；夢天實驗艙則主要面向微重力科學研究，配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎(chǔ)物理以及航天技術(shù)試驗等多學科方向的實驗柜。位于艙體尾端的資源艙是實驗艙的“能源倉庫”，資源艙上安裝的兩副巨大太陽翼，可通過持續(xù)旋轉(zhuǎn)、穩(wěn)定對日為空間站提供充足的能源支持。
除了“身材”不同，“兩兄弟”的氣閘艙還各懷絕技。問天實驗艙的氣閘艙主要作為航天員出艙的主要通道；而夢天實驗艙的氣閘艙，則是一個專供貨物進出的重要樞紐。更形象地來說，如果將問天實驗艙的氣閘艙比作“國際機場”，那么夢天實驗艙的氣閘艙就像是一座“國際貨運港口”，承擔著空間站貨物、載荷等進出艙的任務，是空間站一項重要的能力創(chuàng)新。
打造“太空貨運港”
作為我國空間站的首個貨物氣閘艙，夢天實驗艙將為空間站開展艙外科學實驗帶來哪些全新體驗？在沒有貨物氣閘艙之前，一般是通過航天員“出艙帶貨” 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，夢天實驗艙的貨物氣閘艙的應用，將為空間站后續(xù)開展各類艙外科學實驗提供強大支持。
貨物氣閘艙采用“內(nèi)艙門+外艙門”雙門設(shè)計：通往工作艙的內(nèi)艙門，是隔離艙內(nèi)與艙外空間環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備；面向地球一側(cè)的外艙門，則是貨物通往艙外的出艙口。為了保障航天員的在軌安全，內(nèi)外兩道艙門不會同時開啟。
以貨物出艙任務為例，航天員首先會手動開啟內(nèi)艙門，此時外艙門呈關(guān)閉狀態(tài)，工作艙與氣閘艙形成一個密閉的工作環(huán)境，負責搬運貨物出艙的載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)將伸進艙內(nèi)，航天員不用身穿艙外航天服，在艙內(nèi)就可以完成載荷、貨物的安裝操作；隨后，轉(zhuǎn)移機構(gòu)縮回至氣閘艙，航天員關(guān)閉內(nèi)艙門、由地面發(fā)出指令打開外艙門，實現(xiàn)貨物的順利出艙，讓航天員“人在家中坐，操作彈指間”。
據(jù)了解，夢天實驗艙的貨物氣閘艙可滿足1.15 米×1.2 米×0.9米規(guī)格的貨物進出，這也取決于外艙門的大開口設(shè)計，為貨物進出打造了一條寬闊的通路。同時，這款外艙門還是我國空間站的首個電動弧形方艙門，艙門采用全自動滑移設(shè)計，通過地面發(fā)送指令控制開關(guān)，將為貨物出艙帶來一場全新體驗。
腹中有“乾坤”
與航天員進出艙一樣，貨物進出艙也需要經(jīng)過一個漫長的泄復壓過程，出艙泄壓、進艙復壓，讓艙內(nèi)外的大氣壓保持一致。因此對于氣閘艙來說，內(nèi)部空間越大，就意味著在泄復壓期間空間站內(nèi)損耗的氣體越多。為此，貨物氣閘艙的外形尺寸根據(jù)出艙貨物的大小進行了最優(yōu)設(shè)計，2.2米的直徑既保障了貨物有充足的空間進行安全轉(zhuǎn)運，又減少了對空間站內(nèi)的氣體損耗，提高了空間站的氣體利用率。
作為工作艙與資源艙之間的連接艙段，貨物氣閘艙還應該起到連接和承載的作用。因此，為了進一步提升整艙剛度、起到有效的承載，在氣閘艙外還套了一個更大直徑的艙體——載荷艙，從而造就了夢天實驗艙獨特的“艙中艙”設(shè)計。 除此之外，載荷艙還為空間站進行艙外科學實驗提供了強大的平臺支持。
夢天實驗艙配置2個展開式暴露平臺和1個固定式暴露平臺。2個展開式暴露平臺1個為對天方向，1個為對地方向，與對地方向的固定式暴露平臺一共可提供24個標準載荷工位。為了不占用火箭包絡，發(fā)射時平臺呈收攏狀態(tài)，當夢天實驗艙完成對接與轉(zhuǎn)位動作后，兩個平臺展開并鎖定到位，為夢天實驗艙提供了24個艙外標準載荷工位，極大拓展了空間站開展空間科學實驗的能力。
“太空驛站”可在軌釋放小衛(wèi)星
除了實現(xiàn)載荷、貨物的自動進出艙功能，載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)還為立方星、微衛(wèi)星等實現(xiàn)“太空旅游”提供“VIP 包廂”，那就是夢天實驗艙中配置的微小飛行器釋放機構(gòu)，有了這個機構(gòu)，我國空間站則可化身為“太空驛站”，為立方星、微衛(wèi)星的釋放提供最前沿的出發(fā)地。
通常情況下，釋放機構(gòu)以組件形式收納在艙內(nèi)，當需要執(zhí)行釋放小衛(wèi)星任務時，航天員可以按照立方星的規(guī)格進行在軌組裝。“包廂”單次最大載客量為36U立方星或百公斤級微衛(wèi)星（立方星以 U（Unit）為基本單位，1U 的體積是 10cm ×10cm×10cm，一個手掌大小即可容納）。立方星安裝完成后，“包廂”搭乘載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)轉(zhuǎn)移到艙外。隨后，艙外機械臂抓取釋放機構(gòu)，并調(diào)整釋放機構(gòu)的姿態(tài)，當轉(zhuǎn)移到立方星或微衛(wèi)星的發(fā)射方向時，釋放機構(gòu)就像彈弓一樣，把小衛(wèi)星依次以規(guī)定的速度彈射出去，讓衛(wèi)星既穩(wěn)當、又安全地開始太空旅程。
