航天科技集团举全局之力助“问天”问天

7月24日，长征五号B运载火箭点火起飞，成功发射中国空间站问天实验舱。约13小时后，问天实验舱与天和核心舱完成自主前向交会对接。7月25日10时03分，航天员成功开启舱门，顺利进入问天实验舱。

问天实验舱的成功发射标志着我国距离中国空间站建造完成又迈进了一大步，这也是中国航天科技集团有限公司广大干部职工贯彻落实习近平总书记关于建设航天强国重要指示和五四青年节前夕给航天科技集团空间站建造青年团队回信精神取得的最新成就。

1992年9月，中央决策实施载人航天工程，并确定了我国载人航天“三步走”的发展战略。建造空间站、建成国家太空实验室，是实现我国载人航天工程“三步走”战略的重要目标，是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程，也是航天科技集团 2022 年最为重要的任务。中国空间站工程共由10余个系统组成，航天科技集团承担了长征二号F运载火箭系统、长征七号运载火箭系统、长征五号B运载火箭系统、载人飞船系统、货运飞船系统、空间实验室系统、空间站系统、光学舱系统等半数以上核心关键系统的研制工作，为中国空间站工程建造任务作出重要贡献。

根据任务安排，2022年我国将完成空间站的在轨建造，共计划实施6次飞行任务，包括发射天舟四号货运飞船、神舟十四号载人飞船、问天实验舱、梦天实验舱、天舟五号货运飞船和神舟十五号载人飞船。问天实验舱、梦天实验舱将与天和核心舱形成“T”字基本构型，正式完成中国空间站的在轨建造。

问天实验舱是我国空间站建造阶段发射的首个实验舱，也是我国迄今为止发射的最重载荷，在整个空间站建造任务中起着承上启下的作用，意义重大而深远。

巨箭出征

打赢承上启下的关键之战

执行载人航天工程发射任务的长征二号F运载火箭、长征七号运载火箭、长征五号B运载火箭均由航天科技集团一院抓总研制。2021年4月29日，长五B火箭成功发射天和核心舱，打响了空间站建造的开局之战。一年之后，长五B火箭研制团队再次执“箭”出征，执行问天实验舱发射任务。

作为我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭，长五B火箭是以发射空间站舱段任务为目标进行设计的大型近地轨道液体运载火箭，按照“通用化、组合化、系列化”要求，遵循技术共用和产品化设计的原则，充分继承长五系列运载火箭研制基础和经验，并提高运载能力和可靠性，满足空间站工程任务要求。长五B火箭为一级半构型，捆绑4个直径3.35米液体助推器，芯一级直径5米。火箭总长约54米，起飞重量约850吨，起飞推力约1078吨，拥有长达20.5米的国内最大整流罩，近地轨道运载能力达到25吨级。

问天实验舱需要与空间站天和核心舱进行快速交会对接，因此必须在规定时间分秒不差地发射，否则将可能导致无法到达指定位置，还需要耗费巨大代价调整轨道。如果窗口偏差过大，甚至可能导致发射终止，那就需要等待下一个发射窗口重新组织发射，严重影响任务周期。

本次任务中，长五B火箭首次执行零窗口发射。为确保准时发射，型号队伍对射前10分钟的发射流程进行了优化。

长五B火箭还应用了起飞时间偏差修正技术，最大修正时间为2.5分钟。通俗理解，火箭最迟可推延2.5分钟发射，在0到2.5分钟这个时间段内的任一时间点发射，火箭都可以在飞行过程中自动修正因推迟发射导致的飞行偏差，将问天实验舱精准送入预定轨道。

约13小时后，问天实验舱与天和核心舱完成自主前向交会对接，完成组合体“一”字构型。这是中国空间站首次在有人的状态下迎接航天器的来访，备受各方关注。

“问天”登场

重量级选手功能强大

2022年4月29日，在天和核心舱发射成功一周年之际，问天实验舱经海运抵达中国文昌航天发射场。在3个月的发射场任务期间，问天实验舱试验队克服疫情不利影响，发扬严慎细实、精益求精作风，一丝不苟地做好每一项操作，高质高效地完成每一天的任务。

问天实验舱由航天科技集团五院抓总研制，由工作舱、气闸舱、资源舱三部分组成。问天实验舱称得上是“更大、更强、更全、更优、更细”，即身高体重更大，舱体总长约17.9米，直径4.2米，发射重量约23吨；系统功能更强，不仅保障航天员在轨长期驻留，而且提供专用气闸舱和应急避难场所，保证航天员安全，装载了8个实验机柜、22个舱外载荷适配器，就像是把一个大型科学实验室搬到了太空；能源保障更足，自带高性能“发电机”与“配电器”；出舱气闸更优，气闸舱外方内圆，航天员在这里作出舱准备和舱外返回时，可以更舒展、更从容；舱外操作更细，问天实验舱是空间站系统中舱外活动部件最多的舱体，大量的舱外设施设备更好地保障了出舱活动，也为更精细的舱外操作提供了支持。

问天实验舱是航天员主要的生活和工作舱段，配置有3个睡眠区、1个卫生区和厨房等设施，可与天和核心舱一起支持两艘载人飞船轮换期间 6名航天员的生活工作保障。

问天实验舱工作舱内的航天员睡眠区比核心舱的睡眠区更为宽敞，舷窗也进行了改进设计，宜居性进一步提高。在航天科技集团七院科研人员的精心设计研制下，问天实验舱内睡眠区噪音指标不到50分贝，可以保障航天员的高质量睡眠。待问天实验舱各项载人环境设置完毕后，神舟十四号航天员乘组会从“天和”搬到“问天”，睡上新床铺。

问天实验舱还具备对空间站组合体的管理和控制功能，也就是说在核心舱平台功能出现故障的前提下，可以接管对空间站组合体的操作，从而从整体上提高空间站的可靠性。

与天和核心舱相比，问天实验舱更重、更大，具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力。作为航天员在空间站内进行空间生命科学研究的主要基地，问天实验舱的工作舱也更为宽敞，舱内配置了多台科学实验柜，可开展生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究。

空间站建成后，问天实验舱的气闸舱将作为航天员进行舱外作业的主要出舱口。这个气闸舱的视觉效果十分独特，外方内圆，是空间站系统唯一一个看上去是方形的舱体。里面圆柱状的是航天员开展出舱活动时的“更衣间”——出舱气闸。这里空间更大，航天员在这里做出舱准备和从舱外返回，可以更便捷、更从容。

出舱气闸的外面，是看上去像方形的外壳。这是舱外暴露实验平台，上面配置了标准载荷接口，其中一部分还配备了流体回路温度控制。未来10年，在空间站搭载的科学实验载荷，可以通过机械臂精准投送到自己对应的标准载荷接口位置，“即插即用”。

问天实验舱在气闸舱外携带一套5米长的“小臂”。这套七自由度的机械臂小巧灵活、精度高，可做更为精细的操作。“小臂”还可以与核心舱“大臂”级联成15米长的组合臂，开展更多舱外操作。

问天实验舱资源舱在功能上与其他推进舱成员一脉相承，是航天器的能源与动力中心。同时高“站位”、梨型“身材”、能力强又为其增添了极其独特的“个人魅力”。其桁架结构加上二维驱动让太阳能利用率更足。以框桁蒙皮铆接式锥段加上柱段作为主结构，为推进贮箱提供360度无死角的防护。在构型设计和总装布局层面创新采用拓扑优化技术，结构设计层面采用新型材料，练就了资源舱强悍的肌肉与骨骼。

2.0版柔性翼

刷新国内太阳翼最大面积纪录

随着今后更多的科学实验任务的开展，空间站载荷供电需求也将成倍增加。因此，问天实验舱配置了由航天科技集团八院研制的目前国内最大面积可展收柔性太阳翼，单翼全展开状态下约27米、面积100多平方米，不管是展开面积还是供电能力，全新升级后的“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多，双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了用电无忧。

除了令人惊艳的“新面貌”，问天实验舱太阳翼还以全新的“出场方式”亮相。为避免问天实验舱与空间站组合体交会对接时产生的碰撞给“全部张开的翅膀”带来冲击损伤，此次太阳翼的展开将分两个阶段共7个步骤进行，其间还会有一次“中场休息”，全程历时1个多小时。

展开、锁紧、再展开、再锁紧，凭借其“高可靠可重复展收”的硬核技术，问天实验舱太阳翼在太空中收放自如、刚柔并济，时刻确保“电力在线”。

受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响，太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。为了让“柔性翅膀”24小时不间断追踪太阳，保持最高状态的发电效率为空间站保障用电，问天实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动，确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。

为实现这一技术，科研人员自主研制出我国目前规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置，有了它的加持，空间站将能实时捕捉每一缕阳光，保证空间站源源不断的能量供给。

在中国文昌航天发射场现场指导发射的集团公司党组书记、董事长吴燕生表示，建造空间站、建成国家太空实验室，是实现我国载人航天工程“三步走”战略的重要目标，是建设科技强国、航天强国的重要引领性工程。作为我国航天科技工业的主导力量，航天科技集团将持续学习贯彻习近平总书记关于建设航天强国、科技强国的重要论述，特别是贯彻落实习近平总书记在今年五四青年节前夕给集团公司空间站建造青年团队回信精神，全面完成空间站建造任务，坚持高质量保证成功、高效率完成任务、高效益推动航天强国和国防建设，以“建设世界一流航天企业集团、支撑世界一流军队建设”为发展目标，不断夺取航天事业新胜利，以优异成绩迎接党的二十大胜利召开！（科文）