“梦天”升空中国空间站打响收官战

梦天实验舱与长征五号B火箭组合体垂直转运。图片｜中国载人航天官网

北京时间2022年11月3日9时32分，中国空间站梦天实验舱顺利完成转位。

碧海蓝天，椰风习习。10月31日，文昌航天发射场再一次吸引世界目光。15时37分，伴随着01指挥员廖国瑞一声响亮的点火口令，长征五号B遥四运载火箭壮丽出征，将空间站梦天实验舱成功送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，三舱基本构型的中国空间站迎来最后一个舱段。

接下来，梦天实验舱将与空间站天和核心舱完成对接并进行转位操作。届时，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱在同一平面形成中国空间站“T”字基本构型，从而向着建成空间站的目标迈出关键一步，国家太空实验室建设即将全面“竣工”。

梦天实验舱是个身长17.88米、体重约23吨的“大块头”，内部设备达900多台（套），接口更是多达10万余个，其中不乏身材需以毫米甚至微米衡量的精微元器件。别看它们身材小，重要性却不遑多让，在浩瀚太空中展现着“中国精度”的力量。

在梦天实验舱上，微型特种电机是仪器设备完成各种动作的“神助攻”。可以说，凡是舱内需要动作的地方，都离不开电机。它们的外径可以小到几十毫米，最轻不过几十克。“在航天任务中，微特电机是真正意义上体格小、能量大的‘小金刚’‘小灵通’。”中国电科集团21所电机事业部高级工程师戚振亚说，该所共为梦天实验舱配套了10多个品种的微特电机，它们可以作为温控阀驱动机构调节舱内温度，也能担任货物转移的“搬运工”，还能驱动太阳能帆板对日定向，实现“蚂蚁搬大象”的效果。

如果把电机比作关节和肌肉，芯片则是大脑。中国电科集团55所主任设计师余旭明举例说，一枚仅6平方毫米的氮化镓功放芯片，却是载荷系统发射电路的关键核心元器件。它是深空信号传输的“放大镜”，为天地通信搭建起高速路，且经过工艺和电路设计的技术创新，发射功耗降低了20%。目前，该所共有25种核心器件在载荷、火箭、地面测控等系统中应用。

航天科工三院33所研制的石英挠性加速度计，则是让梦天实验舱实时“感知”自身速度、位置的重要测量元件。如果有机会将它拆开，你会看到其核心部件石英摆片最薄的“梁”，厚度仅有头发丝粗细的三分之一左右，可谓“吹弹可破”。因此其生产过程必须精雕细刻，且要在洁净环境中完成装配生产。

而在梦天实验舱的“座驾”长五B火箭上，一条轻巧绵薄的纳米气凝胶隔热毡，能为发动机燃气管路周边的电子元器件提供有效热防护。航天科工集团三院306所第五技术部副主任张凡介绍，气凝胶材料密度可低至水的四十分之一，却能在1500摄氏度的高温下显示出优异的隔热性能，在载人航天、深空探测等航天工程中将大有作为。

中国空间站名为“天宫”，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱组成，建成后整体呈“T”字构型。曾有航天专家比喻，中国空间站就像一座三室两厅还带储藏间的“豪宅”。“三室”指天和核心舱以及问天和梦天实验舱，“两厅”则是指神舟载人飞船和天舟货运飞船。

梦天实验舱发射成功。 图片｜新华社

据负责梦天实验舱抓总研制的航天科技集团八院空间站系统副总师柏合民介绍，空间站大量基础设施建设主要由天和核心舱与问天实验舱承担，所以梦天实验舱工作舱不需要部署睡眠区、卫生间等生活设施，因而有充足的空间部署科学实验设施，“梦天实验舱称得上是‘空间站在轨科学实验工作的核心载体’”。

柏合民说，按照空间站“1+1+1=1”的核心设计理念，三舱最终实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理，开展更大规模的空间研究实验和新技术试验，推动我国空间科学研究与应用达到世界领先水平。

“问天实验舱主要面向空间生命科学与生物技术研究，梦天实验舱则主要面向微重力科学研究。”空间应用系統副总师、中科院空间应用中心研究员刘国宁告诉记者，通过梦天实验舱携带的8个科学实验柜，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向开展相关的科学和应用研究，预期能够做出具有国际水平的科学成果。目前，在相关研究方向已规划安排了约40项科学实验项目。

值得关注的是，除了舱内科学实验柜之外，梦天实验舱还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。这些实验机柜不仅数量繁多，种类也各不相同，未来飞行乘组中将增加载荷专家和工程师，他们将更高效地使用空间站的各类实验机柜。

为了最大化实现舱外实验支持能力，梦天实验舱舱外还配置有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验。

中国空间站名为“天宫”，由天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱组成，建成后整体呈“T”字构型。曾有航天专家比喻，中国空间站就像一座三室两厅还带储藏间的“豪宅”。“三室”指天和核心舱以及问天和梦天实验舱，“两厅”则是指神舟载人飞船和天舟货运飞船。

继“天和”“问天”之后，“梦天”一旦转位对接并完成系统集成，将使中国的天宫空间站再次产生质的飞跃。

据中国航天科技集团五院空间站系统副总设计师刘刚介绍，天宫空间站突出强调空间站三个舱段的系统统一。舱外活动有双气闸舱备份，姿轨控有“天和”和“问天”备份，“梦天”也可在关键功能方面进行备份；三舱分布在同一平面，还能保证太阳翼不发生遮挡问题。通过3次发射分步实施，空间站建成后规模达百吨级（含载人飞船和货运飞船），在适度規模的条件下可以取得较高的研制效益，获得高效率的资源利用和更强的系统冗余。

“梦天”对接转位后，将用一周左右时间把自身资源融入空间站组合体，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。届时，空间站将完成继“问天”组装后再一次系统集成。

系统集成后，三舱为航天员提供的生活、工作环境可以实现统一管理。三舱组合体密封空间连通，形成完整的空气循环，空气压力、成分及温湿度都能得到统一控制，并随着空气流动均匀化，可让航天员在各舱段内都处于适宜的环境中。

通过系统集成，可以实现对各舱段内设备按需调配和重构，在控制系统和机械臂应用等方面也都会有不同程度的改变，这都得益于我国空间站超前的系统设计。

“此外，为兼顾到组合体构型，我们确保问天实验舱和梦天实验舱的尺寸、质量特性大体一致，从而获得整体构型下较好的动力学特性，而且从布局上都采用了工作舱—气闸舱—资源舱的顺序。这一设计，可在实验舱出现紧急情况时及时与其他舱段隔离，确保空间站在轨稳定运行。”刘刚说。

梦天实验舱与长征五号B火箭组合体在发射塔架。图片｜中国载人航天官网

梦天实验舱转运进入海南文昌航天发射场。图片｜中国载人航天官网

从“一”字构型，到“L”字构型，再到“T”字构型，这几个看似简单的符号，凝结着我国载人航天工程30年的心血。今年是中国空间站建造的决战决胜之年，也是中国载人航天工程立项实施30周年。

按照载人航天“三步走”发展战略，梦天实验舱的成功发射标志着“第三步”即将完成。后续，我国空间站将转入为期10年以上的应用与发展阶段。初步计划每年发射两艘载人飞船和两艘货运飞船。同时，将研制新一代载人运载火箭和载人飞船，并考虑研发空间站扩展舱段，进一步提升工程综合能力和技术水平。

从“天和”到“问天”再到“梦天”，中国空间站三大舱段都从文昌航天发射场飞向太空，使得文昌航天发射场赢得了中国空间站建造母港的美誉。

“中国空间站从这里飞向太空，这是航天人的骄傲！”西昌卫星发射中心主任邓洪勤说，“空间站建造任务百分之百成功发射要求极高，这一成就展现出文昌航天发射场日益重要的作用，也反映了我们航天发射能力的不断提高。”

梦圆航天，正当其时。

◎ 来源|综合光明日报、北京日报