中国太空站将完成T字基本构型 梦天实验舱发射升空有三大看点?
今日(31日)下午3时37分,搭载中国太空站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在海南文昌航天发射场发射升空,随后梦天实验舱与火箭成功分离并准确进入预定轨道。
梦天实验舱发射升空后,除了中国太空站的三个舱段将形成“T”字的基本构型外,本次发射任务还有什么看点?
刷新太空站重量新纪录
去年4月29日,长征五号B遥二运载火箭成功将太空站首个舱段“天和核心舱”送入太空;今年7月24日,第二个舱段“问天实验舱”成功发射。9月30日,中国太空站组合体由两个舱段的一字构型,转为“L”字构型。梦天实验舱加入后,太空站将变成“T”字的基本构型。
问天实验舱是中国太空站首个科学实验舱,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,具有对太空站组合体的管理与控制能力。
目前,在轨运行的中国太空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,太空站组合体的重量将刷新纪录。
据了解,天和核心舱发射质量22.5吨,两个23吨级的实验舱再加上约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,中国太空站的总质量将达约91吨。
今年底,中国将发射天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船,实现6名航天员同时在太空站工作,届时太空站的重量将达到100吨级。
专属“座驾”:长征五号B运载火箭
与以往搭载天和核心舱、问天实验舱发射升空一样,本次将梦天实验舱发射升空,同样选用了长征五号B运载火箭。
长征五号B运载火箭,是为了满足太空站舱段发射任务而研制的大型液体运载火箭,也是中国现役火箭中最大,近地轨道运载能力达到25吨,只有它能够托举起重达20吨以上的太空站舱段进入太空。
中国运载火箭技术研究院的专家介绍,长征五号B运载火箭的研制过程中,开展了多项技术攻关和创新,包括该火箭拥有目前中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。
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。
为了满足快速交会对接,长征五号B火箭采用了“零窗口”发射技术,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各系统对“零窗口”发射的适应性,开创中国低温运载火箭“零窗口”发射的先河。
值得注意的是,此次发射的长征五号B遥四运载火箭,是根据梦天实验舱的形状、重量进行定制化设计,例如专门在火箭整流罩上设计操作口的开口,设计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轨道的设计,以及入轨精度的详细评估。
梦天、问天实验舱有何区别?
问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成,与天和核心舱互为备份,关键平台功能一致,可以完全覆盖太空站组合体工作要求,至于梦天实验舱更侧重于实验。
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介绍,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。当需要在舱外安装科学试验设备时,就可以通过货运飞船运送到太空站,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。
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。
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。