昨日14时22分，搭载中国空间站首个实验舱——问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭在我国文昌航天发射场准时点火发射。约秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。入轨后，问天实验舱顺利完成状态设置，今日3时13分成功对接于天和核心舱前向端口，整个交会对接过程历时约13小时。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接。
今日10时03分，神舟十四号航天员乘组成功开启问天实验舱舱门，顺利进入问天实验舱，中国航天员首次在轨进入科学实验舱。后续将按计划开展组合体姿态融合控制、小机械臂爬行和大小臂组合测试等在轨工作，并利用问天舱气闸舱和小机械臂进行航天员出舱活动。在梦天实验舱发射前，问天实验舱还将择机进行转位，建立L形空间站组合体。
设计
空间站
多了“一居室”
问天实验舱是个“大块头”，舱体总长17.9米，直径4.2米，发射重量达23吨，和北京地铁13号线列车的一节车厢体量相当。它由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成，是世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。
作为我国空间站的首个实验舱，它的主要任务是具备空间站组合体统一管理和控制能力，具备与核心舱进行交会对接、转位和停泊的能力；支持航天员在轨驻留，提供专用气闸舱和应急避难场所，保证航天员安全；支持开展密封舱内、舱外科学实验和技术试验。
问天实验舱就位，意味着空间站添了“新房”，3位航天员的活动空间更大了。问天实验舱的工作舱是目前我国最大单密封舱体，航天员自由活动空间近50立方米，设有3个睡眠区、1个卫生区。完成对接后，中国空间站的“床位”数增加到6个。为神舟十四号、神舟十五号乘组，6名航天员的“太空会师”做好准备。
“新房”就位后，航天员并不会第一时间进入。航天员中心问天实验舱环控生保分系统主任设计师罗亚斌解释，航天员首次进驻前，要提前启动舱内的有害气体净化功能，测试舱内的压力、温度湿度和风速等，检查对接位置密封完好并保障压力一致平衡后，才会进入。随后，神十四乘组要开始搬家、整理。
在空间站系统中，问天实验舱是舱外活动部件最多的舱体，为更精细的舱外操作提供了支持。
发射
“双保险”保证
“问天”准时到达
长征五号B遥三运载火箭由中国航天科技集团有限公司所属中国运载火箭技术研究院抓总研制。火箭院长五B遥三火箭结构总体设计师王乾介绍，前期团队通过三维视觉扫描等技术进行精准仿真，优化整流罩内布局设计，保证舱段在飞行、分离过程中享有足够的安全间隙，让实验舱享受到“头等舱、坐沙发、吹空调”的待遇。
太空长途旅行，最需要保障的是“准点到达”。要让问天实验舱与天和核心舱顺利交会对接，火箭发射时间必须分秒不差，做到“零窗口”。为了掐准点儿，试验队员为长五B发射上了“双保险”——优化发射流程，让火箭在发射前2.5分钟就具备随时点火发射能力；起飞时间偏差修正技术让火箭最迟可推延2.5分钟发射，能自动修正推迟发射导致的飞行偏差，将舱段精准送入预定轨道。
为了保证问天实验舱安全“到站下车”，研制团队设计出一套既能固定大直径舱段，又能实现快速可靠分离的装置。但在测试中发现这套分离装置对分离面的瞬间冲击力高达3万个重力加速度，可能导致舱段内的陶瓷、光学器件损坏。于是，能够迅速耗散动能的“沙发”座椅被设计出来，实现冲击力降低10倍左右，达到国际最优水平。
细节
实验舱自带
“降噪神器”
在问天实验舱内部，安装有大量压气机、泵、风扇等设备。而且由于空间生命科学研究任务所需，它还搭载了“太空冰箱”等诸多设备。这些设备工作的噪声叠加在一起，构成了空间站内的复杂噪声环境。对问天实验舱进行噪声评估与治理，为航天员提供安静舒适的工作环境，是航天科技集团五院总装与环境工程部空间站力学试验团队的重要任务。
试验人员在地面模拟舱内噪音源，并找出那些“嗓门”最大、影响最明显的设备，进行更精准、更严格的噪声治理。“太空冰箱”是他们盯上的治理重点——它在设计时做到了最大程度的集成，各组成部分间环环相扣，且为了保证舱内的空气质量，很多地面常用的降噪材料对其并不适用。这就要求该装置的降噪工作必须在最有限资源、最低重量、最小空间内最高效地完成。
试验团队从关键环节入手，逐一解决，最终在没有增加体积和重量的情况下，“太空冰箱”的噪声指标降低了近20分贝。
就这样，团队从细节入手，分类施策降噪。以振动为主的噪声源，穿上金属橡胶定制的松软舒适的“鞋子”；以声辐射为主的噪声源，被放在隔声较好的盒子里。最终，问天实验舱工作区噪声可保持在60分贝以下，睡眠区可保持在50分贝以下，满足相关医学标准要求。
揭秘“问天”
“温柔一振”获取能源
作为我国空间站的首个实验舱，问天实验舱中藏着不少航天人的巧思。还有不少设计刷新了中国航天新纪录。
由太阳能转化而来的电能，是在轨航天器的能量来源。问天实验舱配备了一对柔性太阳帆板，通过双自由度的对日定向机构保证其始终朝向太阳，不受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响，总能获取最大的能量。
这对“翅膀”单侧展开面积达百余平方米，刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录，平均每日太阳能发电量将超过度。在地面，这足够一个普通三口之家用上一个半月。
空间站在轨建造完成后，天和核心舱的一个太阳帆板将转移至问天实验舱资源舱的尾部，天和核心舱将专心进行空间站管理工作，而问天实验舱将成为名副其实的“主发电站”，为组合体源源不断地供电送能。
热点回应
为何一定要到太空做实验？
今年，我国将完成以天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱为基本构型的T字形天宫空间站建造，建成国家太空实验室，支持开展长期、多领域、大规模空间科学与应用研究。
在太空中“大兴土木”做实验，是因为太空能提供长期的微重力、辐射等特殊研究环境，可供科学家探究特殊的物理现象。中科院空间应用工程与技术中心应用发展中心主任张伟举例说，由于太空中沉淀和分层现象基本消失、压力梯度极大减小，可生产出没有缺陷、性能优良的材料。同时，中国空间站长期有人在轨驻留，便于实验操作和设备的维修、维护、升级，样品模块还可通过天地往返运回地面，进行深入研究。
问天实验舱应用任务以生命科学和生物技术研究为主，目前已在空间生命科学与生物技术、微重力流体物理、空间材料科学、空间应用新技术试验等四个领域规划部署了十余个研究主题，立项40余项科学项目，待空间站建成后，将持续论证、滚动实施相关科学项目。
值得一提的是，神十四乘组还将在问天实验舱里，为孩子们带来新一轮的“天宫课堂”。
后续，我国还将发射巡天空间望远镜，与空间站共轨飞行。其拥有2米口径，成像质量与哈勃望远镜相当，但视场则变大了倍，能巡视42%的天区面积，还可以“紧盯”一个方向进行多色极深度成像观测。
（原标题：10:30航天员“游”进问天舱）
来源：北京晚报记者刘苏雅
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