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圆满成功！梦天实验舱升空，上海力量打造空间应用研究“梦工场”

科技 10-31 来源：新民晚报

中国空间站建造任务的收官之战胜利打响。

北京时间2022年10月31日15时37分，

搭载空间站梦天实验舱的

长征五号B遥四运载火箭，

在我国文昌航天发射场准时点火发射，

约8分钟后，

梦天实验舱与火箭成功分离

并准确进入预定轨道，

发射任务取得圆满成功。

上海时刻

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后续，

梦天实验舱将与天和核心舱

进行快速交会对接以及平面转位，

组成空间站“T”字基本构型。

上海力量打造空间应用研究“梦工场”

在打造空间应用研究 “梦工场”的过程中，有一支重要的上海力量，始终在型号研制最前线，一步一个脚印，助力梦天圆梦，推动我国空间科学研究与应用迈向世界领先水平。

支持空间站更强科学实验

梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四个舱段组成，舱体全长17.88米，直径4.2米，发射质量约23吨。中国航天科技集团有限公司八院（上海航天技术研究院）承担了梦天实验舱的抓总研制工作。

中国航天科技集团八院空间站系统副总师柏合民介绍，梦天和问天“长得很像”，都拥有工作舱、气闸舱和资源舱，但在开展空间科学实验方面，“两兄弟”的能力和责任却各有侧重。

那如何从外形上快速辨认出“两兄弟”呢？主要看气闸舱的构型。问天实验舱看上去“外方内圆”，圆柱形气闸舱外有个方形的外壳（舱外暴露实验平台）；而在梦天实验舱的相同位置，则采用了“舱中舱”设计（气闸舱+载荷舱），载荷舱与气闸舱是以“双舱嵌套”的形式与工作舱相连，也就是说，在载荷舱的内部，隐藏着一个货物气闸舱，主打货物出舱专用通道。这让梦天实验舱的体型看起来更加浑圆、流畅。

梦天实验舱的定位是航天员工作的地方，因此没有配置类似天和、问天的再生生保以及睡眠区、卫生区。但三个舱段均配置有航天员的锻炼设备，梦天舱配置的是抗阻锻炼设备，类似健身房的划船机。

梦天实验舱作为“工作室”，是三舱中支持载荷能力最强的舱段，其配置了13个标准载荷机柜工位，主要面向微重力和真空环境科学研究，可支持流体物理、材料科学、燃烧科学、超冷原子物理等前沿试验项目，堪称天宫“梦工场”。同时，为了最大化实现舱外试验支持能力，梦天舱舱外配置有37个载荷安装工位，可为各类科学实验载荷提供机、电、信息方面的能力支持，确保它们在太空环境下开展各类实验。特别是载荷舱上配置有两块可在轨展开的暴露载荷实验平台，进一步增强了空间站的载荷支持能力。

大块头“包裹”进出轻松自如

前不久，神舟十四号乘组首次从问天实验舱的气闸舱出舱，体验了一条全新的出舱专用通道。

与问天实验舱一样，梦天实验舱也拥有一个气闸舱。但不同的是，梦天实验舱的气闸舱不再作为航天员出舱使用，而是一条专供货物出舱的通道。如果将问天实验舱的气闸舱比作“国际机场”的话，那么梦天实验舱上配置的货物气闸舱，就是空间站的“国际货运港口”。

在梦天实验舱内，配置了一台载荷转移机构，可以稳定地执行将货物从舱内送出舱外，或将舱外货物运至舱内的任务。据了解，载荷转移机构的运送能力能达到400公斤、单次运送货物包络可以达到1.15米×1.2米×0.9米。这与航天员“带货出舱”的方式相比，货物出舱能力得到了进一步提升，还为在轨工作生活的航天员“减负”，以便他们将更多的时间精力用于开展舱内各项科学实验活动。

中国航天科技集团八院空间站梦天实验舱总体副主任设计师孟瑶介绍，梦天实验舱的货物气闸舱上配置的内舱门、外舱门实现了舱内环境和舱外环境的隔离，其中外舱门是我国首次在轨使用弧形滑移电动舱门。货物进出舱功能主要是通过航天员发送指令完成的，实现了“指尖上的物流”的能力。

微卫星太空旅游有“VIP包厢”

通过这个“港口”，一系列全新技能将首次亮相，实现货物、载荷在空间站舱内外的全自动交互，不仅送得出、接得入，还运得快、行得稳。

除了实现载荷、货物的自动进出舱功能，载荷转移机构还为立方星、微卫星等实现“太空旅游”提供“VIP包厢”，那就是梦天实验舱中配置了微小飞行器释放机构，有了这个机构，我国空间站则可化身为“太空驿站”，为立方星、微卫星的释放提供最前沿的出发地。

这个“VIP包厢”，能够满足百公斤级微小飞行器或者多个规格立方星的在轨释放需求，解决微卫星和立方星低成本进入太空的问题。

航天员只需在舱内把立方星或微卫星填装到释放机构的“肚子内”，释放机构即可搭乘载荷转移机构将小卫星运送至舱外。出舱后，机械臂抓取释放机构，运动到指定的释放方向，释放机构就会像弹弓一样，把小卫星弹射出去，实现在轨“放卫星”。

双“翼”驱动实现用电无忧

从问天+天和的L型组合，到天和+问天+梦天的T型组合，太空“独栋大别墅”即将建造完成。中国“太空电站”也从2.0版本升级到了3.0版本。这座“独栋大别墅”在轨运行时，各“房间”的帆板光照条件变化频繁、遮挡情况变化复杂，需要配套更强大的能源系统。

研制团队经过多重试验、层层确认，让核心舱、实验舱、神舟飞船、货运飞船，组成了和谐灵活的“供电大联盟”。其中，问天和梦天拥有我国最大面积的柔性太阳电池翼，它们将以“盟主”的身份，成为空间站主要能量担当。梦天与问天同配置、同发力，也拥有单侧长达27米、可展开面积近138平方米的“巨型翅膀”——柔性太阳翼。我国空间站基本构型组装完成后，两个实验舱配置的四副太阳翼，将为我国空间站打造最强劲的能量源泉，供电能力达到13.5千瓦以上。

为了让柔性太阳电池翼在长达十余年的太空工作期间，能量供给始终保持最佳状态，梦天实验舱上双向自由度的对日定向装置和驱动机构发挥了最大能动性。其不仅带动了梦天柔性太阳翼这两个“大块头”稳稳地转动，还确保了太阳翼始终以“向日葵”的姿势朝向太阳。无论春夏还是秋冬，不受太阳入射角的影响，不受空间站飞行姿态的影响，太阳翼总能获取到最大的能量。

梦天实验舱里的八大科研神器

天宫空间站是我国未来10年规模最大的空间综合性研究实验平台，将建成水平先进的国家太空实验室，能够高效开展体系化的空间科学与应用研究和新技术试验，不断产出重大科技成果，持续获取综合应用效益。

中科院空间应用中心研究员、空间应用系统副总师刘国宁介绍说，梦天实验舱主要面向微重力科学研究，中国科学院联合优势力量协同攻关，研制了空间科学研究与应用领域的超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜、高温材料科学实验柜、两相系统实验柜、流体物理实验柜、燃烧科学实验柜、在线维修装调实验柜等7个方面的8个科学实验柜，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等。

超冷原子物理实验柜：

主要是利用空间微重力环境条件，建立具有超低温、大尺度、高质量、适合精密测量的玻色-爱因斯坦凝聚态（BEC）工作物质的开放实验系统，开展前沿基础物理研究，是世界领先的中国首个微重力超冷原子物理实验平台。

高精度时频实验柜：

主要是通过不同特性原子钟组合，在空间站构建超高精度时间频率产生和运行的系统，开展基础物理理论检验，并支持通过微波和激光传递链路向地面提供超高精度时间频率信号，是空间站中最复杂的实验柜，由2个舱内科学实验柜和4台舱外设备组成一个完整的实验系统。

高温材料科学实验柜：

主要是支持开展金属及合金材料、无机非金属材料、复合材料和其它新型特种材料的熔体生长和凝固科学实验。

两相系统实验柜：

主要是支持开展空间蒸发与冷凝相变、沸腾传热、两相流动与回路系统、空间流体控制等关键科学问题与技术应用研究。

流体物理实验柜：

主要是支持开展空间微重力环境中流体的宏观、微观运动，扩散过程的基本规律研究，以及空间材料、空间生命科学和生物技术等方向采用透明介质的实验研究。

燃烧科学实验柜：

主要是支持开展微重力环境下的燃烧科学研究，重点是微重力环境下的燃烧科学基础问题和技术研究、空天推进和载人航天微重力燃烧问题等方面的研究。