筑梦“天宫”｜“问天”实验舱出征在即，本次任务有何看点？

　　中国空间站即将迎来新的舱段——问天实验舱，该舱段也是我国迄今为止发射的最重载荷。
问天实验舱即将搭乘长征五号B遥三运载火箭发射升空，此前，7月18日，问天实验舱与长征五号B遥三运载火箭组合体已转运至发射区。那么，本次发射任务有何看点呢？
问天实验舱与天和核心舱外形对比图。本文图片来源：中国载人航天官网、航天科技集团五院、一院、央视新闻截图。
　　空间站首次有人状态迎接航天器
此次发射是中国空间站进入建造阶段后的第三次发射，也是这一阶段首次在有人状态迎接航天器来访。
据航天科技集团五院空间站任务总设计师杨宏此前介绍，中国空间站总体构型是3个舱段，包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱，整体呈T字构型。其中，天和核心舱已在2021年4月发射成功。
问天实验舱发射后，将与中国空间站进行对接，这也是空间站首次在有航天员的状态下迎接航天器来访。澎湃新闻（www.thepaper.cn）从抓总研制问天实验舱的航天科技五院获悉，问天实验舱将与天和核心舱完成前向对接，完成“一”字构型。
7月17日，天舟三号货运飞船完成全部既定任务，于17日上午撤离空间站组合体。天舟三号撤离前停靠的对接端口，是空间站核心舱的前向对接口，这也是后续问天实验舱发射以后要对接的对接口，所以在问天发射之前，天舟三号要从组合体撤离，让出对接口迎接问天实验舱的到来。
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。
中国空间站总体构型是3个舱段，包括天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱，整体呈 T 字构型。
　　国内最大的单体航天器进入太空
据了解，问天实验舱轴全长17.9米，舱体最大直径4.2米，发射质量23吨，工作舱、气闸舱、资源舱三部分组成，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。
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，若天和核心舱出现故障，问天实验舱可以作为备份舱段对空间站进行控制。
据悉，迎来问天实验舱后，航天员将进入舱内启动生命维持系统，完成科学实验柜的组装，同时开展交叉科学实验。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。
此外，全新的太空授课也将在问天实验舱开展，航天员还会择机首次从问天实验舱的出舱口出舱。此前，神舟十四号航天员乘组已经完成了对舱外航天服的巡检测试。按计划，在轨期间他们将从问天实验舱出舱口完成2到3次出舱活动。
搭载了三名航天员的神舟十四号载人飞船在上个月6月5日发射成功，采用自主快速交会对接模式，经过6次自主变轨后在当日17时42分成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。6月5日20时50分，航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次全部进入天和核心舱。6月6日，三名航天员在12时19分顺利进入天舟四号货运飞船。
据了解，神舟十四号三名航天员的伙食有鱼香肉丝、宫保鸡丁、麻婆豆腐，有鸡有鱼、荤素搭配。豆浆、月饼、巧克力，传统饮品、特色小吃等等，而且还能自己做酸奶。
问天实验舱。
　　长五B火箭首次零窗口发射
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。
　　国内最大面积太阳翼上天
随着更多的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134平米，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”。
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”。
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。
为了实现这一技术，航天科技集团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。

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