中国空间站建造任务即将完成,国家太空实验室完全投入运转指日可待。梦天实验舱能做哪些实验?拥有哪些“黑科技”……来自航天各系统的专家们详细解读中国空间站梦天实验舱发射任务。
“梦天”“问天”有啥不一样?
梦天实验舱由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成,舱体全长17.88米,直径4.2米,起飞重量约23吨,可为航天员提供超过32立方米的工作与活动空间。
作为中国空间站第二个科学实验舱,也是国家太空实验室的重要组成部分,梦天实验舱将与空间站其他两舱实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理,共同支持空间站开展更大规模的空间研究实验和新技术试验。航天科技集团八院空间站系统副总设计师柏合民表示,梦天实验舱聚焦高价值的在轨科研,是空间站得以实现大规模空间科学实验工作的关键核心载体。
梦天实验舱和问天实验舱“长得很像”,工作舱和资源舱的造型几乎别无二致。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。“问天实验舱主要面向空间生命科学研究,梦天实验舱则主要面向微重力科学研究。”柏合民介绍。
两者在配置上既有相似的地方也有不同之处:梦天实验舱的定位是航天员工作的地方,因此没有配置再生生保系统以及睡眠区、卫生区。但3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。
“梦天”为何被称为空间实验“梦工场”?
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,被誉为空间实验“梦工场”。
柏合民介绍,实验舱内配置有13个标准载荷机柜工位。此外,为了最大化实现舱外实(试)验支持能力,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、热、信息方面的能力支持,确保它们在太空环境下开展各类实(试)验。
载荷舱还配置有2个展开式暴露平台和1个固定式暴露平台,为载荷在轨工作提供机械接口,最大限度地拓展对载荷的支持能力。
“梦天”能做哪些实验?
梦天实验舱内安装有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、在线维修装调操作柜等7个方面的8个科学实验柜。
“通过梦天实验舱配置的8个科学实验柜,我们能够在微重力基础物理、空间材料科学、微重力流体物理与燃烧科学等方面开展相关的科学和应用研究。”中科院空间应用中心空间应用系统副总师刘国宁说,目前在上述方向已经安排了约40项科学实验项目,并将根据实验规划持续开展在轨实验。
其中,高精度时频实验柜是空间站中最复杂的实验柜,由两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。“高精度时频实验系统将通过舱内不同特性原子钟组合,建成世界上在轨运行的精度最高的空间时间频率系统。”中科院国家授时中心主任、高精度时频实验柜科学实验系统指挥张首刚介绍。
“梦天”还将“上新”什么新技术?
梦天实验舱增加了一项新服务——支持在轨释放微小卫星。
实验舱上配置的微小卫星在轨释放机构,能够满足百公斤级微小卫星或者多个规格立方星的在轨释放需求。
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”。
有了这项新技术,我国空间站可为立方星、微卫星的释放提供最前沿的出发地,实现微卫星和立方星低成本进入太空。