焦維新

2022年，中國載人航天空間站工程將實(shí)施6次重大任務(wù)，全面建成空間站。這意味著，中國天宮空間站的“三艙合體”時刻，很快就要到來了！

將要建成的“三艙”主要包括天和核心艙，問天、夢天兩個實(shí)驗(yàn)艙。這是由中國載人航天事業(yè)的需要和具體情況決定的，涉及空間站的規(guī)模以及科學(xué)試驗(yàn)的內(nèi)容和類型。

在太空中開展的科學(xué)試驗(yàn)，大多數(shù)是在密封的條件下進(jìn)行的，但也有一些需要在暴露條件下進(jìn)行，如觀天測地和對空間環(huán)境監(jiān)測。因此，一個實(shí)驗(yàn)艙顯然是無法滿足相關(guān)科學(xué)試驗(yàn)要求的。

問天、夢天實(shí)驗(yàn)艙與天和核心艙“三艙合體”后，將呈T字形結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)門字形具有結(jié)構(gòu)緊湊、便于管理、便于控制和便于擴(kuò)大規(guī)模的特點(diǎn)。設(shè)想一下，如果“三艙合體”采用一字“長蛇陣”的形式，從一端到另一端，長度接近50米，不僅結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，而且航天員出艙活動也很不方便。此外，T字形結(jié)構(gòu)對于從整體上控制空間站的平衡也有好處。如果將來要擴(kuò)大空間站的規(guī)模，從預(yù)留的對接口加一個艙段也很方便。

問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙，在設(shè)計(jì)、功能上有不少區(qū)別。

首先，問天實(shí)驗(yàn)艙的最大直徑和天和核心艙一樣都是4.2米，全長17.9米，豎起來將近6層樓高，超過天和核心艙（全長16.6米）及國際空間站上的任何一個艙段。它主要用于備份天和核心艙的部分平臺功能，存放航天員的消耗品、空間站備品備件和補(bǔ)給貨物等。艙內(nèi)配備有3個床位、1個衛(wèi)生間，加上天和核心艙內(nèi)的同等配置，可滿足2個乘組6名航天員同時在軌。

而夢天實(shí)驗(yàn)艙的尺寸與問天實(shí)驗(yàn)艙不相上下，最大的不同之處則在于配備了一個貨物專用氣閘艙，能夠在航天員和機(jī)械臂的配合下，支持設(shè)備的自動進(jìn)出艙，它更傾向于服務(wù)貨物來往。

在問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙先后就位，并與天和核心艙形成組合體后，天宮空間站的功能將會變得愈發(fā)完善、強(qiáng)大。當(dāng)然，這并不是一件簡單的事情。

圖為天宮空間站示意圖。天和核心艙可為整個空間站提供動力，它還具有一個對接樞紐，可供兩個實(shí)驗(yàn)艙與其對接，并為到訪的神舟載人飛船和天舟貨運(yùn)飛船提供“港口”（繪圖/張玲）

首先，要發(fā)射天舟四號貨運(yùn)飛船，運(yùn)送補(bǔ)給物資，為隨后實(shí)施的神舟十四號載人飛行任務(wù)作準(zhǔn)備。神舟十四號乘組在軌駐留期間，問天實(shí)驗(yàn)艙和夢天實(shí)驗(yàn)艙將先后發(fā)射入軌，與天和核心艙對接，進(jìn)行艙段轉(zhuǎn)位，在2022年年底前完成空間站三艙組合體建造。隨后，實(shí)施天舟五號貨運(yùn)飛船補(bǔ)給和神舟十五號載人飛行任務(wù)。神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組開展在軌輪換，對空間站狀態(tài)進(jìn)行全面評估后，才能轉(zhuǎn)入空間站應(yīng)用與發(fā)展階段。

因此，中國空間站在2022年的任務(wù)特點(diǎn)是，環(huán)環(huán)相扣、高度耦合，航天器在軌對接與分離次數(shù)多，組合體狀態(tài)復(fù)雜，管理難度大;艙段轉(zhuǎn)位、大小臂組合工作、貨物出艙等任務(wù)狀態(tài)新。

讓我們一起期待“三艙合體”時刻的來臨，看中國航天人如何在通往宇宙的征途上，書寫新的傳奇，留下耀眼的航跡！

?中國空間站天和核心艙的工藝驗(yàn)證艙

（責(zé)任編輯 / 王佳穎? 美術(shù)編輯 / 周游）