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夢天實驗艙
來源:互聯(lián)網(wǎng)

夢天實驗艙(簡稱:夢天艙,英文名:Mengtian space lab module)是組成中國空間站基本構(gòu)型的三個艙段之一,也是中國空間站第二個科學實驗艙;由上海航天技術(shù)研究院抓總研制。夢天實驗艙由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四個艙段組成,艙體全長17.88米,直徑4.2米,發(fā)射質(zhì)量約23噸,可為航天員提供超過32立方米的工作與活動空間;主要用于開展空間科學與應(yīng)用實驗,參與中國空間站組合體管理,貨物氣閘艙可支持貨物自動進出艙,為艙內(nèi)外科學實驗提供支持。

夢天實驗艙于2022年10月31日15時37分搭乘長征五號B遙四運載火箭在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空,約8分鐘后,夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預(yù)定軌道,11月1日成功對接于天和核心艙前向端口,整個交會對接過程歷時約13小時,11月3日順利完成轉(zhuǎn)位。夢天實驗艙共攜帶空間科學研究與應(yīng)用領(lǐng)域的超冷原子物理實驗柜、高精度時頻實驗柜、高溫材料科學實驗柜、兩相系統(tǒng)實驗柜、流體物理實驗柜、燃燒科學實驗柜、在線維修裝調(diào)實驗柜等7個方面的8個科學實驗柜,支持開展重力掩蓋下的多相流與相變傳熱、基礎(chǔ)燃燒過程、材料凝固機理等物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律研究以及超冷原子物理等前沿實驗研究。

夢天實驗艙的成功發(fā)射、對接和轉(zhuǎn)位標志著中國空間站三個艙段“T”字基本構(gòu)型完成。作為國家級太空實驗室主力艙段,夢天實驗艙將大幅度提升中國空間站在軌進行科學實驗的能力,在技術(shù)開發(fā)應(yīng)用、生物學、物理學等一大批前沿領(lǐng)域或?qū)⒂行碌年P(guān)鍵性突破發(fā)現(xiàn),進而推動科技發(fā)展。

研發(fā)歷程

研發(fā)背景

1986年,鄧小平批準實施“863”計劃,計劃以載人飛船開始起步,最終建成中國的空間站。1992年9月21日,中國載人航天工程正式立項,并確定按照“三步走”的戰(zhàn)略實施。第一步,發(fā)射載人飛船,建成初步配套的試驗性載人飛船工程,開展空間應(yīng)用實驗;第二步,突破航天員出艙活動技術(shù)、空間飛行器交會對接技術(shù),發(fā)射空間實驗室,解決有一定規(guī)模的、短期有人照料的空間應(yīng)用問題;第三步,建造空間站,解決有較大規(guī)模的、長期有人照料的空間應(yīng)用問題。

2010年9月25日,中央政治局常委會議批準《載人空間站工程實施方案》,載人空間站工程正式啟動實施。載人空間站工程分兩個階段實施:在2016年前后,研制并發(fā)射8噸級空間實驗室,突破和掌握航天員中期駐留、再生式生命保障以及中國貨運飛船補加等空間站關(guān)鍵技術(shù),開展一定規(guī)模的空間應(yīng)用;在2020年前后,研制并發(fā)射基本模塊為20噸級艙段組合的空間站,突破和掌握近地空間站組合體的建造和運營技術(shù)、近地空間長期載人飛行技術(shù),開展較大規(guī)模的空間應(yīng)用,為經(jīng)濟社會發(fā)展提供先進的空間技術(shù)平臺。

研發(fā)過程

2009年12月,中國科學院空間科學與應(yīng)用總體部組織召開了一系列研討會,探討空間站的科學目標與研究方向。

2012年3月,中國空間站完成立項綜合論證轉(zhuǎn)入方案設(shè)計階段,首先將空間站組合體作為一個整體進行系統(tǒng)方案設(shè)計,得到對各組成艙段的技術(shù)要求,然后再據(jù)此開展各艙段方案設(shè)計。

2012年5月23日,中國空間站系統(tǒng)相關(guān)分工定點確定,上海航天技術(shù)研究院(中國航天科技集團第八研究院)負責空間站實驗艙Ⅱ總體研制工作。實驗艙Ⅱ的主要任務(wù)是裝載多功能光學系統(tǒng),整個飛行器大約一半的空間都圍繞著如何承載這套巨大的光學系統(tǒng)而開展設(shè)計。

2014年,歷經(jīng)2年研制,實驗艙II攻克了結(jié)構(gòu)力學設(shè)計一系列難題,就在方案設(shè)計工作接近尾聲時,經(jīng)過反復(fù)的工程論證,為獲取更好觀測效果,原本的多功能光學系統(tǒng)設(shè)計方案發(fā)生重大變化,光學載荷需采用獨立飛行器方案,與空間站共軌飛行,實驗艙II的主任務(wù)、方案設(shè)計都需要調(diào)整。研制團體用兩個月的時間論證了一個新方案。新方案創(chuàng)新性地引入了“貨物氣閘”功能,通過采用嵌套式結(jié)構(gòu)構(gòu)型,實現(xiàn)了“三艙”變“四艙”的設(shè)計,增加了展開式暴露平臺、自動艙門和載荷進出滑臺等一系列新機構(gòu)。這些新機構(gòu)的引入實現(xiàn)了貨物(載荷)在空間站上的自由進出,極大地提高了艙外載荷數(shù)量,并顯著減少了航天員攜帶載荷出艙的次數(shù)。此外,這些新機構(gòu)還提高了航天員出艙活動的工作效能,從而實現(xiàn)了“建站為應(yīng)用”的目標。

2014年10月9日,實驗艙II完成了方案轉(zhuǎn)初樣評審。

2019年4月23日,中國載人航天慶祝2019年“中國航天日”主題活動在北京舉行,當天現(xiàn)場播放的載人航天宣傳片顯示:“問天艙和夢天艙完成了初樣艙體結(jié)構(gòu)生產(chǎn),正在開展總裝工作。長征五號B遙二運載火箭完成了初樣階段研制工作,正在進行飛行產(chǎn)品生產(chǎn)和YF-77可靠性增長試驗。”

2021年4月,夢天實驗艙完成初樣研制轉(zhuǎn)入正樣研制階段。

2022年7月,夢天實驗艙在天津市完成正樣熱試驗。整個試驗過程中,夢天艙上設(shè)備和地面試驗設(shè)備均工作正常,試驗條件滿足試驗大綱規(guī)定的試驗要求,完成了全部既定工況,試驗數(shù)據(jù)有效,達到了試驗?zāi)康?,為夢天實驗艙出廠奠定了堅實的基礎(chǔ)。

命名由來

2011年4月25日,中國載人航天工程標識及中國載人空間站名稱標識征集活動正式啟動。

2013年10月,中國載人航天工程辦公室對外正式發(fā)布中國載人航天工程標識及中國載人空間站、中國貨運飛船名稱,實驗艙Ⅱ被命名為“中國空間站工程巡天望遠鏡”,代號“XT”。在評審時有專家認為,實驗艙Ⅱ是專門的應(yīng)用艙,十個候選名字“求索、長江、超越、指南針、天問、勇氣、拓遠、智慧、發(fā)現(xiàn)、探秘 ”并不完全貼合或不夠準確。最終,鑒于實驗艙II將搭載中國的天文望遠鏡,故將實驗艙Ⅱ命名為“巡天”,該名有“巡察天際”之意,可較好體現(xiàn)實驗艙Ⅱ進行巡天觀測的喻意,同時又與實驗艙Ⅰ“問天”對應(yīng)。

2015年4月1日,由于設(shè)計方案的變化,實驗艙II改名為夢天實驗艙。

技術(shù)特點

結(jié)構(gòu)組成

夢天實驗艙由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四個艙段組成,艙體全長約17.9米,直徑4.2米,發(fā)射質(zhì)量約23噸。夢天實驗艙密封艙容積近110立方米,可為航天員提供約32立方米活動空間。

工作艙在夢天實驗艙的最前端,通過對接機構(gòu)與天和核心艙相連。主要作為航天員工作與鍛煉艙段,配置有抗阻鍛煉設(shè)備,提供13個標準科學實驗柜安裝空間,主要面向微重力科學研究,可支持流體物理、材料科學、超冷原子物理等前沿實(試)驗項目。

資源艙在夢天實驗艙的尾端,主要為夢天實驗艙提供動力,配備有發(fā)動機推進劑。資源艙后端載有柔性太陽翼,制造材料和核心艙、問天艙的太陽翼相同,面積也和問天艙太陽翼一致,展開后單側(cè)太陽翼長約27米,面積約138平方米。

貨物氣閘艙位于工作艙與資源艙的中間,采用“艙中艙”設(shè)計,在氣閘艙外還套了一個更大直徑的艙體——載荷艙,使夢天實驗艙的體型看起來更加渾圓。貨物氣閘艙容積8立方米,支持載荷進出艙,配置有載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)、外艙門等設(shè)備,是貨物進出艙的專用通道。載荷艙支持艙外暴露載荷實(試)驗,配置有兩個展開式暴露平臺和一個固定式暴露平臺,為載荷在軌工作提供機械接口。

基本參數(shù)

科學載荷

夢天實驗艙是三艙中支持載荷能力最強的艙段,提供13個標準科學實驗柜安裝空間,主要面向微重力科學研究。夢天實驗艙共裝載了流體物理實驗柜、兩相系統(tǒng)實驗柜、燃燒科學實驗柜、高溫材料實驗柜、超冷原子實驗柜、高精度時頻實驗柜Ⅰ、高精度時頻實驗柜Ⅱ、在線維修裝調(diào)操作柜等7個方面的8個科學實驗柜,支持開展重力掩蓋下的多相流與相變傳熱、基礎(chǔ)燃燒過程、材料凝固機理等物質(zhì)本質(zhì)規(guī)律研究以及超冷原子物理等前沿實驗研究。

流體物理實驗柜

流體物理實驗柜主要是支持開展空間微重力環(huán)境中流體的宏觀、微觀運動,擴散過程的基本規(guī)律研究,以及空間材料、空間生命科學和生物技術(shù)等方向采用透明介質(zhì)的實驗研究。流體物理實驗柜超越了國際空間站3個已有的專用流體實驗柜形成的綜合測試手段和能力。此外,實驗柜也支持空間材料制備、空間生物過程中與流體熱質(zhì)輸運相關(guān)的交叉性科學與技術(shù)實驗研究。

兩相系統(tǒng)實驗柜

兩相系統(tǒng)實驗柜主要是支持開展空間蒸發(fā)與冷凝相變、沸騰傳熱、兩相流動與回路系統(tǒng)、空間流體控制等關(guān)鍵科學問題與技術(shù)應(yīng)用研究。兩相柜科學實驗系統(tǒng)由光學觀測平臺與實驗工質(zhì)調(diào)控等六組模塊組成,整柜設(shè)計具有中國空間實驗裝置平臺的獨創(chuàng)性和先進性,可滿足未來10年以上多相流與傳熱研究的空間實驗需求。實驗柜開展的三個首批實驗項目將開展與歐洲航天局之間的國際合作研究,提高中國空間站應(yīng)用研究國際影響力和應(yīng)用效果。

燃燒科學實驗柜

燃燒科學實驗柜是能夠支持在軌開展微重力燃燒基礎(chǔ)科學研究的一套科學實驗系統(tǒng),由高速成像光學設(shè)備、紋影成像光學設(shè)備、弱光檢測成像設(shè)備、PIV成像光學設(shè)備組成??梢詭椭茖W家們在燃燒基礎(chǔ)科學問題、空天推進、航天器防火滅火、燃燒污染物控制等基礎(chǔ)及應(yīng)用技術(shù)展開深入研究。

燃燒科學實驗系統(tǒng)將地面實驗室中必要的設(shè)備全部集成于實驗柜中,氣體供給、點火燃燒、圖像拍攝、廢氣排放等燃燒實驗流程全自動進行;能夠測量火焰形貌、結(jié)構(gòu)、溫度、速度、產(chǎn)物組分等信息。此外,燃燒科學實驗系統(tǒng)搭載了一套粒子圖像測速技術(shù)設(shè)備,實現(xiàn)國際上首次利用該技術(shù)在空間站環(huán)境中開展燃燒速度場測量。

高溫材料實驗柜

高溫材料科學實驗柜集材料制備加工、原位檢測、實時觀察于一體,支持開展金屬及合金材料、無機化合物非金屬材料、復(fù)合材料和其他新型特種材料的熔體生長和凝固科學實驗,最高工作溫度達1600度。高溫材料柜采用標準化、模塊化設(shè)計,由控制模塊、高溫爐模塊、批量樣品管理模塊和X射線透射成像模塊組成,支持模塊在軌更換和升級。

超冷原子實驗柜

超冷原子物理實驗柜是中國首個微重力超冷原子物理實驗平臺,具有國際先進水平。該平臺通過激光冷卻技術(shù)可將原子溫度降至約10皮開爾文(屬于人類已實現(xiàn)的最低溫度之一),用于探索物質(zhì)在極端條件下的本質(zhì)規(guī)律。其依托空間微重力環(huán)境,構(gòu)建超低溫、大尺度、高質(zhì)量且適合精密測量的薩特延德拉·玻色阿爾伯特·愛因斯坦凝聚態(tài)(BEC)工作物質(zhì)開放實驗系統(tǒng)。在軌運行期間,該平臺將開展高溫超導(dǎo)機理、拓撲相變、量子精密測量、標準模型檢驗等重大物理問題研究,旨在通過相關(guān)研究探索新物質(zhì)態(tài)、揭示新物理規(guī)律,在多個前沿研究方向取得突破性成果。

高精度時頻實驗柜

高精度時頻實驗柜是空間站中最復(fù)雜的實驗柜,由2個艙內(nèi)科學實驗柜和4臺艙外設(shè)備組成一個完整的實驗系統(tǒng)。主要是通過不同特性原子鐘組合,在空間站構(gòu)建超高精度時間頻率產(chǎn)生和運行的系統(tǒng),開展基礎(chǔ)物理理論檢驗,并支持通過微波和激光傳遞鏈路向地面提供超高精度時間頻率信號。

在線維修裝調(diào)操作柜

在線維修裝調(diào)操作柜主要是支持艙內(nèi)科學實驗與技術(shù)試驗的精細機械操作、結(jié)構(gòu)和電子學裝配、機構(gòu)潤滑等操作及試驗驗證,并支持開展空間機器人和遙科學技術(shù)試驗。在線維修裝調(diào)操作柜有一套基于增強現(xiàn)實技術(shù)的智能誘導(dǎo)維修系統(tǒng),在天上的時候,航天員如果需要維修操作一些復(fù)雜的設(shè)備,可以不再使用傳統(tǒng)的說明書、操作手冊等產(chǎn)品,而是選擇戴上增強現(xiàn)實眼鏡,配合誘導(dǎo)維修軟件的指引,在真實的待操作產(chǎn)品上疊加預(yù)先制作好的操作指引動畫,使航天員能夠更輕松、更清晰、更直觀地了解操作過程,并完成操作。

相關(guān)系統(tǒng)

運載火箭

夢天實驗艙由長征五號B遙四運載火箭發(fā)射升空。長征五號B運載火箭是在長征五號基礎(chǔ)上,為滿足中國載人空間站工程需求,按“通用化、系列化、組合化”設(shè)計思想研制的一款新型大型運載火箭,近地軌道運載能力可達25噸。長征五號B運載火箭是中國首型一級半構(gòu)型火箭,高53.7米,箭體直徑5米,捆綁了4個直徑3.35米的助推器。長征五號B一個最大的特點就是擁有一個超大的整流罩,長度達到20.5米,直徑5.2米,是中國現(xiàn)役有效載荷容積最大的火箭整流罩,超大整流罩是為空間站大型艙段量身定制的。

發(fā)射場地

夢天實驗艙在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空。文昌航天發(fā)射場位于北緯19度,是中國緯度最低的航天發(fā)射場。緯度低,火箭發(fā)射時就可以借助一部分地球自轉(zhuǎn)速度節(jié)省火箭燃料。此外,文昌航天發(fā)射場的發(fā)射塔架離海邊僅800米,不僅便于海上運輸而且面向大海,火箭發(fā)射的射向范圍更寬,火箭落區(qū)也更加安全。

測控通信

夢天實驗艙進入太空后,由中國航天科技集團五院西安分院研制的中繼終端在第一時間開機。隨后,中繼終端與天鏈中繼衛(wèi)星建立星間鏈路。地面可以通過星間鏈路看到距離地球400公里外的景象,并且實現(xiàn)信息的相互傳遞;同時,地面測控人員以天基測控體制為主,對夢天實驗艙實施在軌飛行的測量控制,通過地面遙測遙控方式,對飛船姿態(tài)進行控制,與地面建立通信鏈路。夢天實驗艙在進入預(yù)定軌道后,與已經(jīng)在軌運行的空間站天和核心艙在太空進行交會對接,成為空間站的重要組成部分。通過中繼終端建立的天基測控通信系統(tǒng)啟用后,將地面對夢天實驗艙以及空間站的測控覆蓋率提高至接近100%,確保夢天實驗艙保持與地面的實時通信。

中國航天科技集團五院西安分院為夢天實驗艙研制的天線網(wǎng)絡(luò)通過提供專門的測控與通信信號傳輸通道,為夢天實驗艙與地面建立高速、暢通無阻的指揮和反饋信息通道,確保任務(wù)順利完成。當夢天實驗艙接收到地面的通信信號或測控指令信號時,天線網(wǎng)絡(luò)會智能地將其進行分類、分通道傳輸?shù)綉?yīng)答機。反之,也會把來自應(yīng)答機不同通道的各類信號匯總后送往對地天線,通過天線發(fā)出后送達地面。在空間站任務(wù)中,天線網(wǎng)絡(luò)主要完成實驗艙測控指令信號的上傳和下達。

技術(shù)創(chuàng)新

柔性太陽翼

隨著空間站更多科學實驗任務(wù)的開展,空間站載荷供電需求也成倍增加。因此,夢天實驗艙與問天實驗艙同配置、同發(fā)力,也擁有單側(cè)長達27米、可展開面積近138平方米的柔性太陽翼。中國空間站基本構(gòu)型組裝完成后,兩個實驗艙配置的四副太陽翼,讓空間站日發(fā)電量可達近1000度。

飛行器在軌釋放

夢天實驗艙具備微小飛行器在軌釋放的能力,將作為開放合作平臺進一步增強空間站的綜合應(yīng)用效益。夢天實驗艙上專門配置了微小飛行器在軌釋放機構(gòu),能夠滿足百公斤級微小飛行器或者多個規(guī)格立方星的在軌釋放需求,解決微衛(wèi)星和立方星低成本進入太空的問題。航天員只需在艙內(nèi)把立方星或微衛(wèi)星填裝到釋放機構(gòu)內(nèi)部,釋放機構(gòu)即可搭乘載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)將小衛(wèi)星運送至艙外。出艙后,機械臂抓取釋放機構(gòu),運動到指定的釋放方向,釋放機構(gòu)就會像彈弓一樣,把小衛(wèi)星彈射出去,實現(xiàn)在軌“放衛(wèi)星”。

載荷自動進出艙

載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)

以往在艙外開展科學試驗,需要航天員出艙進行安裝作業(yè),但這種方式會受到航天員出艙次數(shù)、載荷數(shù)量與大小的限制。夢天實驗艙內(nèi)配置了一臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu),可以穩(wěn)定地執(zhí)行將貨物從艙內(nèi)送出艙外,或?qū)⑴撏庳浳镞\至艙內(nèi)的任務(wù)。該機構(gòu)的運送能力能達到400公斤、單次運送貨物包絡(luò)可以達到1.15米×1.2米×0.9米。通過使用這一機構(gòu),可以提高空間站進行艙外載荷實驗的能力和效率,同時減輕航天員的工作負擔,使得他們可以更加專注于開展科學實驗活動。

電動艙門

為了滿足未來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求,夢天實驗艙的貨物氣閘艙上安裝了一款獨特的方形電動艙門,寬度達1.2米。這款全自動弧形滑移設(shè)計的艙門可以為貨物進出艙提供寬敞的通道,并且也是隔離艙內(nèi)與艙外環(huán)境的關(guān)鍵設(shè)備

夢天實驗艙的方形電動艙門由中國航天科技集團有限公司第五研究院研制,是空間站各艙門中研制難度最大、周期最長的艙門。與傳統(tǒng)艙門不同,電動艙門首次采用方形、曲面密封結(jié)構(gòu),需要解決大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)精度要求更高、門體各處的壁厚尺寸差異性更大等一系列加工難題。針對門體各處的壁厚尺寸差異性的難點,制造團隊設(shè)計了柔性自適應(yīng)刀具,最終實現(xiàn)了大尺寸曲面密封結(jié)構(gòu)高精度輪廓加工,攻克了加工過程的難題。

在電動艙門里有一根特殊的“繩子”,它是實現(xiàn)艙門開關(guān)的重要部分。這根“繩子”是一種具有極高強度的非金屬繩,在相同重量下,它的拉伸強度是生活中普通鋼絲的6倍。為了使其在“不緊繃”“不松弛”的狀態(tài)下準確拉動艙門運動,制造團隊經(jīng)過多輪迭代修正,最終實現(xiàn)了雙層聯(lián)動繩系的精確控制和安裝,使驅(qū)動組件電機的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)均能對艙門施加作用力,順利實現(xiàn)了艙門自動開閉的功能。

不同于生活中的平面構(gòu)型的門框,電動艙門的門框是在一個圓柱面上,需要精準把握關(guān)閉力度才能夠滿足艙體內(nèi)的密封要求,同時又要確保開啟時順暢無卡頓。這就需要嚴格控制艙門密封圈的壓縮率,保證其受力均勻一致。為此,制造團隊通過數(shù)據(jù)仿真分析,提出方案解決了難題。

在地面上裝配完成后,電動艙門還需要驗證太空中零重力環(huán)境下的開關(guān)運行情況。為了模擬艙門處于零重力的狀態(tài),需要將它的重力平衡掉,從而驗證太空環(huán)境中的開閉狀態(tài)和密封狀態(tài)。為此,制造團隊創(chuàng)新設(shè)計了空間微重力試驗裝置,并提出了無線傳輸?shù)目梢暬瘷z測方法,在關(guān)門狀態(tài)下,也可以實現(xiàn)艙內(nèi)狀態(tài)可視化的監(jiān)測和數(shù)據(jù)連續(xù)傳遞統(tǒng)計。

儀表計算機應(yīng)用軟件

當夢天實驗艙儀表計算機開機后,實驗艙儀表計算機應(yīng)用軟件就正式開始自主運行。儀表計算機應(yīng)用軟件是實驗艙儀表數(shù)據(jù)處理中樞系統(tǒng),承擔著實驗艙儀表與照明分系統(tǒng)內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)信息處理的功能。此次儀表計算機應(yīng)用軟件在繼承成熟產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,增加了與空間站天和核心艙及問天實驗艙的數(shù)據(jù)交互功能,可以滿足空間站夢天實驗艙、天和核心艙、問天實驗艙三艙之間超大數(shù)據(jù)量的交互。

任務(wù)經(jīng)過

準備工作

2022年7月30日,夢天實驗艙搭乘輪船天津港啟程,于2022年8月6日運抵海南文昌發(fā)射基地。

2022年9月3日,據(jù)中國載人航天工程辦公室消息:“執(zhí)行夢天實驗艙發(fā)射任務(wù)的長征五號B遙四運載火箭已完成出廠前所有研制工作,于近日安全運抵文昌航天發(fā)射場。之后,長征五號B遙四運載火箭將與先期已運抵的夢天實驗艙一起按計劃開展發(fā)射場區(qū)總裝和測試工作?!?/p>

2022年10月9日,夢天實驗艙按計劃完成了推進劑加注。

2022年10月25日,夢天實驗艙與長征五號B遙四運載火箭組合體已轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū),到達發(fā)射塔架。

2022年10月29日,中國空間站夢天實驗艙任務(wù)組織發(fā)射前系統(tǒng)間全區(qū)合練。各系統(tǒng)狀態(tài)良好。

發(fā)射升空

2022年10月31日15時37分,夢天實驗艙由長征五號B遙四運載火箭在文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空,約8分鐘后,夢天實驗艙與火箭成功分離并準確進入預(yù)定軌道,發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。

在軌活動

2022年11月1日4時27分,夢天實驗艙成功對接于天和核心艙前向端口,整個交會對接過程歷時約13小時。夢天實驗艙與問天實驗艙的大小相似,但在交會對接過程中面臨了更大的挑戰(zhàn)。首先,夢天實驗艙入軌后太陽與軌道夾角較大,太陽帆板發(fā)電能力弱,能源緊缺。如果不能在規(guī)定的時間內(nèi)完成交會對接,就需要中斷自主交會對接過程,緊急調(diào)整夢天實驗艙的姿態(tài),使其連續(xù)對日定向來保證能源的供應(yīng)。其次,夢天實驗艙交會對接時,空間站組合體是“L”字形的非對稱構(gòu)型,增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。此外,當夢天實驗艙接近空間站組合體時需要開啟反推發(fā)動機減速,但發(fā)動機的羽流會干擾空間站組合體的姿態(tài),這也使得本次對接更加困難。最終,通過夢天實驗艙制導(dǎo)導(dǎo)航與控制系統(tǒng)的精準識別實驗艙和組合體的相對距離及相對姿態(tài),一點點接近,實現(xiàn)了高精度交會對接。

2022年11月3日9時32分,夢天實驗艙順利完成轉(zhuǎn)位。轉(zhuǎn)位期間,夢天實驗艙先完成相關(guān)狀態(tài)設(shè)置,再與空間站組合體分離,之后采用平面轉(zhuǎn)位方式經(jīng)約一小時完成轉(zhuǎn)位,與天和核心艙節(jié)點艙側(cè)向端口再次對接。夢天實驗艙轉(zhuǎn)位完成標志著中國空間站“T”字基本構(gòu)型在軌組裝完成,向著建成空間站的目標邁出了關(guān)鍵一步。

2022年11月3日15時12分,神舟十四號航天員乘組進入夢天實驗艙。

2023年2月10日0時16分,神舟十五號飛行乘組完成首次出艙活動,整個出艙活動約7小時。費俊龍、張陸執(zhí)行艙外任務(wù),鄧清明在艙內(nèi)進行支持。費俊龍、張陸首先完成了夢天艙擴展泵組的安裝工作,之后費俊龍通過大小機械臂組合臂開始進行轉(zhuǎn)移,張陸借助艙外扶手進行自主轉(zhuǎn)移,陸續(xù)完成了腳限位器安裝等一系列任務(wù)。這是中國空間站全面建成后航天員的首次出艙活動。

2023年2月16日,夢天艙燃燒科學實驗柜成功執(zhí)行首次在軌點火測試,高速相機下傳的實驗畫面清晰展現(xiàn)了火焰形貌。

主要成果

2023年2月16日,夢天艙燃燒科學實驗柜成功執(zhí)行首次在軌點火測試,此次點火實驗采用甲烷作為燃料,先后兩次點火共持續(xù)約30秒,高速相機下傳的實驗畫面清晰展現(xiàn)了甲預(yù)混火焰(內(nèi)圓錐狀火焰)受擴散火焰包圍的形貌。此次點火成功,驗證了空間站燃燒科學實驗系統(tǒng)功能的完備性以及整體實驗流程的準確性與科學性,為后續(xù)空間科學燃燒實驗項目打下良好基礎(chǔ)。

評價

熱烈祝賀夢天實驗艙發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。這既是中國載人航天事業(yè)發(fā)展的里程碑,也是中國為世界航天事業(yè)進步作出的又一重要貢獻?!?a href="/hebeideji/7293027267302490152.html">趙立堅(中國外交部發(fā)言人)

夢天實驗艙發(fā)射之后,將承擔重要的科學研究任務(wù)。這些研究有望在應(yīng)用基礎(chǔ)和新技術(shù)方面解決國家重大需求,為經(jīng)濟社會發(fā)展提供高質(zhì)量科技供給,并努力爭取在前沿基礎(chǔ)研究領(lǐng)域進入國際前列,提升中國整體科技水平?!戮﹫?/p>

此次夢天實驗艙發(fā)射任務(wù)是中國空間站建造階段的收官之戰(zhàn),夢天實驗艙發(fā)射入軌后,中國空間站三個艙段“T”字基本構(gòu)型完成。有了夢天實驗艙,天宮就多了一個功能強大的“物理實驗室”,能夠支持物理和材料科學等前沿科學實驗外,還可以完成艙內(nèi)艙外貨物轉(zhuǎn)運以及在軌釋放微小型衛(wèi)星,可以說是充滿了硬核科技?!幽先請?/p>

2022年10月31日,中國發(fā)射了其空間站三大模塊中的最后一個。中國空間站將成為繼國際空間站之后人類在太空中的第二個長期基地,中國空間站的建成將是中國航天發(fā)展的一個里程碑。——路透社

參考資料 >

集大眾智慧于探索 融中華文化于飛天.中國載人航天工程.2023-04-22

夢天實驗艙長啥樣?有何酷炫技能?一文讀懂.今日頭條.2023-04-22

3分鐘回顧夢天發(fā)射任務(wù)全過程.今日頭條.2023-04-16

中國空間站夢天艙在軌測試順利 成功實施首次點火實驗.今日頭條.2023-04-22

每日一詞∣夢天實驗艙 Mengtian space lab module.中國日報中文網(wǎng).2023-04-22

“夢天”已就位!一組數(shù)字看懂夢天實驗艙.今日頭條.2023-04-16

中國空間站夢天實驗艙發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功.今日頭條.2023-04-21

西安光機所研發(fā)的有效載荷將參與夢天實驗艙實驗.科學網(wǎng).2023-04-22

夢天升空,收官也是新起點.今日頭條.2023-04-22

“夢”見天宮——揭秘夢天實驗艙及研制歷程.澎湃.2023-04-23

載人航天揚國威——訪中國載人航天工程總設(shè)計師周建平.中國共產(chǎn)黨新聞網(wǎng).2023-03-18

致敬航天夢|戰(zhàn)略考量:跨世紀的非凡擘畫.今日頭條.2023-04-22

中國載人航天工程簡介.中國載人航天工程.2023-04-22

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空間站夢天實驗艙艙箭組合體轉(zhuǎn)運至發(fā)射區(qū) 近日將擇機實施發(fā)射.新華網(wǎng).2023-04-21

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