新華社“新華視點”記者

10月31日下午，中國空間站第三個艙段夢天實驗艙在文昌航天發(fā)射場由長征五號B運載火箭托舉升空，順利進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。后續(xù)，夢天實驗艙將與天和核心艙進行快速交會對接以及平面轉(zhuǎn)位，完成空間站“T”字基本構(gòu)型組裝。

夢天實驗艙的成功發(fā)射有哪些看點？夢天實驗艙在空間站將肩負(fù)哪些重任？

看點一：長五B有“大力氣”

長征五號B運載火箭近地軌道運載能力達(dá)到25噸級，是目前世界上在役火箭中唯一一型一級半直接入軌的火箭，也是我國目前近地軌道運載能力最大的新一代運載火箭，被稱為長征火箭家族中的“大力士”。

我國空間站三個艙段重量均超過22噸，長征五號B運載火箭作為“空間站艙段運輸專列”，自中國空間站工程建造實施以來，已成功托舉天和核心艙、問天實驗艙升空。此次夢天實驗艙的起飛重量約23噸，長征五號B運載火箭自然是發(fā)射任務(wù)的最佳選擇。

長征五號B運載火箭的“大力氣”是怎樣練出來的？

中國航天科技集團一院長征五號B運載火箭總體副主任設(shè)計師劉秉介紹，其大運載能力，得益于充分發(fā)掘了液氧煤油發(fā)動機大推力、氫氧發(fā)動機高比沖的優(yōu)勢。

長征五號B運載火箭配備的8臺120噸級的液氧煤油發(fā)動機，里面最高壓強有500個大氣壓，起飛推力能達(dá)到1000多噸。而一級火箭配置的2臺氫氧發(fā)動機，因其比沖高的特點，使火箭能夠以較少的燃料獲得較大的推力。

“所謂比沖，就是發(fā)動機在一定時間內(nèi)燃燒一定量的燃料所產(chǎn)生的推力。”劉秉說，這就好比汽車的“油耗”，使用液氫和液氧推進劑的發(fā)動機“油耗”較低，是目前我們掌握的比沖較高的推進劑之一。

此外，為滿足空間站大艙段發(fā)射任務(wù)要求，長征五號B運載火箭突破了20.5米國內(nèi)最大整流罩分離技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，并將發(fā)射窗口由“零窗口”拓展為正負(fù)2.5分鐘的“窄窗口”。

據(jù)了解，長征五號B運載火箭還將承擔(dān)中國第一個大型空間巡天望遠(yuǎn)鏡發(fā)射任務(wù)，屆時將與中國空間站共軌飛行，開展更多的宇宙空間探測和前沿科學(xué)研究。

看點二：夢天實驗艙的獨特之處

本次發(fā)射的夢天實驗艙作為中國空間站第三個艙段，與天和核心艙、問天實驗艙的任務(wù)分工和定位有何異同？

從對人的支持角度來看，夢天實驗艙的定位是航天員工作的地方，因此沒有配置類似天和核心艙、問天實驗艙的再生生保系統(tǒng)以及睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)。我國空間站三個艙段均配置有航天員的鍛煉設(shè)備，夢天實驗艙配置的是抗阻鍛煉設(shè)備，類似健身房的劃船機。

從總體構(gòu)型來看，夢天實驗艙的“肚子”更圓，它由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙組成，并采用了獨特的“套娃”設(shè)計。工作艙通過對接機構(gòu)與核心艙相連，主要是航天員艙內(nèi)工作與鍛煉的地方，也是艙內(nèi)科學(xué)實驗機柜安裝的地方。載荷艙與貨物氣閘艙則以“雙艙嵌套”的形式與工作艙相連，在載荷艙的內(nèi)部，隱藏著一個貨物氣閘艙，主要作為貨物出艙專用通道。資源艙則是對日定向裝置和柔性太陽翼等安裝的地方。

從支持應(yīng)用任務(wù)來看，夢天實驗艙作為“工作室”，是我國空間站三個艙段中支持載荷能力最強的艙段，其配置了13個標(biāo)準(zhǔn)載荷機柜，主要面向微重力科學(xué)研究，可支持流體物理、材料科學(xué)、超冷原子物理等前沿實驗項目。

同時，夢天實驗艙艙外配置有37個載荷安裝工位，可為各類科學(xué)實驗載荷提供機、電、信息方面的能力支持，確保它們在太空環(huán)境下開展各類實驗。特別是載荷艙上配置有兩塊可在軌展開的暴露載荷實驗平臺，進一步增強了空間站的載荷支持能力。

看點三：為空間站艙外科學(xué)實驗提供強大支持

作為我國空間站首個具有貨物氣閘艙的艙段，夢天實驗艙將為空間站開展艙外科學(xué)實驗帶來全新“體驗”。

在沒有貨物氣閘艙之前，一般是通過航天員“出艙帶貨”的方式進行艙內(nèi)外貨物的轉(zhuǎn)移、安裝，但這種方式往往會受到航天員出艙次數(shù)、載荷數(shù)量與大小的限制，且航天員頻繁進行出艙活動還將面臨空間環(huán)境中更為復(fù)雜的安全考驗。因此，夢天實驗艙貨物氣閘艙的應(yīng)用，將為空間站后續(xù)開展各類艙外科學(xué)實驗提供強大支持。

夢天實驗艙內(nèi)還配置了一臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)，可以穩(wěn)定將貨物從艙內(nèi)送出艙外，或?qū)⑴撏庳浳镞\至艙內(nèi)。這臺載荷轉(zhuǎn)移機構(gòu)的運送能力達(dá)400千克，與航天員“帶貨出艙”的方式相比，貨物出艙能力進一步提升，還可為在軌工作生活的航天員“減負(fù)”，以便其將更多時間精力用于開展艙內(nèi)各項科學(xué)實驗活動。

同時，為滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求，夢天實驗艙的貨物氣閘艙上還安裝了一款方形艙門，寬度可達(dá)1.2米。艙門采用全自動弧形滑移設(shè)計，可以為貨物的進出艙提供一條寬闊走廊。這是方形自動艙門首次亮相中國空間站。

中國航天科技集團八院空間站夢天實驗艙總體副主任設(shè)計師孟瑤介紹，貨物進出艙功能是夢天實驗艙的重要功能之一，如果把問天實驗艙的氣閘艙比作是“國際機場”的話，那么夢天實驗艙的貨物氣閘艙就可以比作是重要的“物流港”。貨物進出艙功能主要是通過航天員發(fā)送指令完成，實現(xiàn)了“指尖上的物流”能力。

此外，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。其配置的微小飛行器在軌釋放機構(gòu)，能滿足百公斤級微小飛行器或多個規(guī)格立方星的在軌釋放需求。

操作時，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)的“肚子里”，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)運動到指定方向，像彈弓一樣，把小衛(wèi)星依次以一定速度“彈射”出去。

看點四：更高難度“太空之吻”

此次夢天實驗艙成功發(fā)射后，將與空間站組合體交會對接，如“萬里穿針”般上演更高難度的“太空之吻”。

中國航天科技集團五院502所空間站實驗艙主任設(shè)計師宋明超介紹，夢天實驗艙與三個月前發(fā)射的問天實驗艙個頭差不多，但是交會對接過程卻是“難上加難”。為了解決兩大難點，制導(dǎo)導(dǎo)航與控制(GNC)系統(tǒng)在其中發(fā)揮了重要作用。

第一個難點也是此次交會對接任務(wù)的最大危險點，因夢天實驗艙入軌后太陽與軌道夾角較大，太陽翼發(fā)電量不足以補充耗電量，如果不能在規(guī)定時間內(nèi)完成交會對接，就需要中斷自主交會對接過程而緊急調(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供應(yīng)。

第二個難點是夢天實驗艙交會對接時組合體是“L”構(gòu)型的非對稱構(gòu)型，與問天實驗艙交會對接時組合體對稱構(gòu)型不同，這顯著增加了空間站在軌姿態(tài)控制的難度。

為此，中國航天科技集團五院的技術(shù)人員為夢天實驗艙特別定制了交會對接任務(wù)故障預(yù)案，開展了大量的預(yù)演預(yù)判和試驗驗證工作。

根據(jù)空間站建造計劃安排，后續(xù)我國還將在文昌航天發(fā)射場發(fā)射天舟五號貨運飛船，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射神舟十五號載人飛船。(記者宋晨、胡喆、李國利、陳凱姿、溫競?cè)A、張建松)

(新華網(wǎng))