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Telegram搜索不到:筑梦“天宫”|出征在即,“梦天”实验舱发射任务有三大看点

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一切准备就绪,“梦天”实验舱出征在即。

据央视新闻报道,10月29日,在文昌航天发射场的测试发射大厅,工作人员组织了发射前最后一次系统间全区合练。各系统完成了相关功能检查,准备就绪,等待正式发射任务。“梦天”实验舱与长征五号B遥四运载火箭组合体在10月25日转运至发射区。

“梦天”实验舱发射成功后,中国空间站三舱“T”字的基本构型完成,载人航天“三步走”发展战略也将迈出了重要一步,因此,本次发射是空间站“T”字基本构型的收官之战,至关重要。那么,此次发射任务有何看点呢?

“梦天”实验舱。

刷新空间站重量新纪录

9月30日,经过约1小时的天地协同,“问天”实验舱进行了转位。空间站组合体由两舱“一”字构型转变为两舱“L”构型。这是我国首次利用转位机构在轨实施大体量舱段转位操作。“问天”实验舱转位完成后,空间站准备迎接“梦天”实验舱的到来。“梦天”实验舱的加入后将标志中国空间站三舱“T”字的基本构型完成。

去年4月29日上午,长征五号B遥二运载火箭成功将空间站首个舱段“天和”核心舱送入太空。“天和”核心舱起飞质量22.5吨,今年7月24日,中国空间站第二个舱段——“问天”实验舱成功发射。“问天”是我国空间站首个科学实验舱,由工作舱、气闸舱和资源舱组成,起飞重量约23吨,具备短期独立飞行能力,主要用于支持航天员驻留和出舱活动、开展空间科学与应用实验,作为“天和”核心舱的系统级备份,具有对空间站组合体的管理与控制能力。

目前,在轨运行的中国空间站组合体包括:“天和”核心舱、“问天”实验舱、神舟十四号载人飞船、天舟四号货运飞船,23吨级的“梦天”实验舱就位后,空间站组合体的重量再次刷新纪录。“天和”核心舱发射质量22.5 吨,两个23吨级的实验舱再加上重约13.5吨的天舟四号货运飞船以及8吨多的神舟十四号载人飞船,总质量将达到约91吨,也成为中国目前在轨运行质量最大的航天器组合体。

值得一提的是,在今年底,我们还将发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船,实现6名航天员同时在空间站工作,空间站的重量将达到100吨级。

“问天”实验舱已经成功发射。

空间站专属“座驾”的收官之秀

“梦天”实验舱是空间站“T”字基本构型的收官之战,作为空间站舱段的专属“座驾”,长征五号B运载火箭在关键之战的表现也备受瞩目。

长征五号B运载火箭是为满足空间站舱段发射任务而研制的一型大型液体运载火箭,也是我国现役火箭中最大的,近地轨道运载能力达到25吨,只有这一款火箭能够托举起重达20吨以上的空间站舱段进入太空。从两年前首飞成功到今年7月托举“问天”实验舱进入太空,该火箭三战三捷,标志着我国运载火箭近地轨道运载能力跻身国际前列,为我国从航天大国迈向航天强国立下了汗马功劳。

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根据长征五号B运载火箭抓总研制单位——中国运载火箭技术研究院的专家介绍,在该火箭研制过程中开展了多项技术攻关和创新,多项首创“黑科技”为空间站舱段打造“专属座驾”。该火箭拥有目前我国最长最大的整流罩,整流罩长度达到20.5米、直径5.2米,容积超过345立方米。如此宽敞的空间,也是为发射空间站舱段而量身打造的。此外,为了改善气动特性,火箭整流罩采用流线型的冯·卡门曲线外形,可以更好地减小空气阻力,减轻载荷影响;同时整流罩分离采用了旋转式分离方案,确保超大整流罩安全可靠地分离。

为了满足空间站舱段快速交会对接的要求,长征五号B火箭采用了“零窗口”发射技术,这样才能让舱段精准入轨。作为采用液氢、液氧等低温推进剂的“冰箭”,长征五号B运载火箭的“零窗口”发射需要综合权衡发射准备的“提前量”和低温推进剂“蒸发”的“消耗量”间的关系。为此,研制人员通过可靠性分析和试验实现了关键系统可靠性提升,通过射前流程优化提高了各系统对“零窗口”发射的适应性,开创了我国低温运载火箭“零窗口”发射的先河。

据介绍,与发射“问天”实验舱的长征五号遥三火箭相比,此次托举梦天实验舱进入太空的遥四火箭也有些不同。此次发射的长征五号B遥四运载火箭根据“梦天”实验舱的形状、重量进行了定制化设计。为了满足“梦天”和火箭在发射区的工作需求,专门在火箭整流罩上设计了操作口的开口;为了满足“梦天”实验舱上升段无线通信的需求,在火箭整流罩上也专门定制化设计了整流罩相应的透波口;在轨道方面也对满足“梦天”实验舱入轨的需求进行了轨道的设计,以及入轨精度的详细评估。

“梦天”实验舱与长征五号B遥四运载火箭在海南文昌航天发射场进行了垂直转运。

侧重微重力研究的空间实验室

在有关“梦天”实验舱众多话题中,同为实验舱,“梦天”实验舱与“问天”实验舱有何区别可以说是讨论最多的话题。

“问天”实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成,平台功能方面,“问天”实验舱与天和核心舱互为备份,关键平台功能一致,可以完全覆盖空间站组合体工作要求。也就是说,在“天和”核心舱“想休息”的时候,“问天”实验舱可以接替工作,是一个集平台功能与试验载荷功能于一体的“全能型”选手。

与“问天”实验舱有所不同,“梦天”实验舱的侧重点是:实验。

中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强曾在6月4日在神舟十四号载人飞行任务新闻发布会上介绍说,“梦天”实验舱配置了一个货物气闸舱和一个舱外展开试验平台。今后需要在舱外安装的科学试验设备,可以通过货运飞船运送到空间站,再通过货物气闸舱把载荷送到舱外,由机械臂或者航天员把它安装到舱外的平台上,这样可以实现舱外试验项目不断更新。

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。

林西强表示,“问天”实验舱主要面向空间生命科学研究,配置了生命生态、生物技术和变重力科学等实验柜,能够支持开展多种类植物、动物、微生物等在空间条件下的生长、发育、遗传、衰老等响应机理研究,以及密闭生态系统的实验研究。

林西强介绍,“梦天”实验舱主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理,以及航天技术试验等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究,以及超冷原子物理等前沿实验研究。

(本文图片来源:中国载人航天官网、航天科技集团五院、一院官微、央视新闻截图)

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