科技满满的问天实验舱

林宽雨

2022年底伴随着梦天实验舱的成功就位，中国空间站的T字基本构型正式建成。作为我国太空城堡的重要组成部分之一，问天实验舱在设计过程中采用了很多先进技术。今天，我们就一起来聊聊问天实验舱和它身上的那些高科技。

比天和核心舱更高、更大、更重的“大块头”

从外观上来看问天实验舱是个不折不扣的“大块头”，它的身高17.9米，有6层楼那么高，发射重量23吨，相当于10多辆汽车摞在一起。问天实验舱庞大的身体让它一举成为全世界现役在轨最长最重的单体航天器。从结构上看，这个“大块头”的身体主要包括以下三部分：

No.1多重使命的资源舱

资源舱位于问天实验舱的最顶端，是三个舱体中块头最小的。别看资源舱个头不大，作用可不小，它的外壁两侧挂着给空间站补充能量的太阳翼系统，头上顶着帮太阳翼寻找太阳的对日定向装置，肚子里装着近2吨重的推进燃料储存箱……未来这个资源舱不仅会成为整个太空城堡的能源与动力中心，还将扮演太空调解员，尽量缓解太空城堡各个组成部分和太阳翼相互遮挡的问题。

No.2宽敞安全的气闸舱

问天实验舱上的气闸舱是我国目前最大的专用气闸舱，它拥有比以往密封舱更大的舱口，这不仅让航天员可以更舒展、从容地开展出舱活动，还允许航天员携带个头更大的设备出舱，提升了航天员的舱外工作能力。另外，这个气闸舱在构型上首次采用了外方内圆的设计，方形的外壳不仅更具吸引力，还能充当舱外暴露实验平台。科学家在气闸舱的外壳上配置了22个标准载荷接口，其中一部分还配备了流体回路温度控制。未来航天员将利用这些接口安装科学实验载荷，进行一些舱外实验。

No.3配置齐全的工作舱

位于气闸舱下方的是问天实验舱长达9米的工作舱，这个“大块头”是我国目前航天器中体型最大、承载最重的密封舱。这个工作舱是航天员的主要工作地点之一，支持航天员开展多项太空实验。除了工作，工作舱还是航天员的生活场所，舱内不仅配备了带有防辐射舷窗的独立“卧室”和独立卫生间，还有由加热装置、饮水机等构成的太空厨房、用来锻炼的太空自行车等，配置非常齐全。

巨大太阳翼让能量不间断

俗话说“人是铁，饭是钢”，再厉害的航天器也离不开能量供给。前面我们提到问天实驗舱的资源舱未来会成为整个太空城堡的能源与动力中心，资源舱之所以能扮演这个角色是因为问天实验舱有一对非常能干的太阳翼。问天实验舱的太阳翼全部展开，长度超过55米，比半个足球场还要长。单翼面积达138平方米，相当于一套三室一厅的房子。面积这么大，收集太阳能的能力自然很强，两个太阳翼的日平均发电量达400多千瓦时，可有效解决空间站运行中的能源问题。除了发电量大，问天实验舱的太阳翼还有另一个突出优点—工作不停歇。这对太阳翼在科学家研发的高科技传动机构的帮助下，能够实现24小时不间断地追踪太阳，为空间站源源不断地输送能量。

四大实验柜为科学研究助力

作为一个实验舱，问天实验舱的主要作用自然是做实验，为了扮演好实验室的角色，问天实验舱带了四个高科技实验柜，它们分别为：

生物技术实验柜

这个实验柜内部配备了多种先进的细胞培养和检测仪器，相当于一个小型的太空生物实验室。后续这个实验柜将以生物组织、细胞等为对象，开展细胞培养和组织构建、分子生物制造技术等方面的研究，研究成果将促进我国农业、医药、环境生物技术等领域的发展。

生命生态实验柜

这个实验柜相当于一座为动植物打造的太空旅馆，其内部有多个像房间一样的模块，未来每个模块中都会迎来一种动物或植物入住。航天员将通过研究微重力环境对这些入住生物的生长、发育、衰老等的影响，探索人类未来在月球、火星等外星球长期生活的可能性。

科学手套箱与低温存储柜

科学手套箱内部是一个密闭洁净的操作空间，未来会有一台灵巧的机械臂和一套显微操作系统在其内部安家，协助航天员完成一些高精度科学实验。

位于科学手套箱下方的低温存储装置可以看作是一个为实验样品准备的太空冰箱，其内部设置了-80℃、-20℃和4℃三种存储区域，可满足不同样品对低温的存储需求，为航天员开展长期空间实验提供保障。

变重力科学实验柜

如果航天员想在微重力的太空中做一些需要重力的实验，这台变重力科学实验柜就派上用场了。在变重力科学实验柜中有两个大型转子，依靠这两个转子旋转产生的离心力能够提供长期稳定的0～2倍重力范围的高精度模拟重力环境，支持开展微重力、月球重力、火星重力等不同重力环境下的实验研究。未来航天员将利用这个实验柜开展和生命、流体、燃烧等相关的多项科学实验。