中國太空之家

三室兩廳 太空科研夢工場

　　10月31日搭載中國太空站夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭，在海南文昌航天發射場準時點火發射，隨着夢天實驗艙發射任務取得圓滿成功，後續將與天和核心艙進行快速交會對接以及平面轉位，完成空間站「T」字基本構型組裝，「太空之家」將升至由天和核心艙、問天實驗艙、夢天實驗艙、神舟飛船(14和15號)以及天舟飛船組成的「三室兩廳」，邁步地球低軌道貨運樞紐。夢天實驗艙不設睡眠區和衞生區，它配置13個標準載荷機櫃，是三艙中支持載荷能力最強艙段，堪稱航天科研「夢工場」，裏面不僅有全球首台空間光鐘、製備材料的「八卦爐」，航天員還可以看到懸浮的球形火焰，開展涉及先進半導體材料等眾多「天地間見差異」的新實驗，以地面上不可能的方式進入量子力學的奇異世界。

　　夢天實驗艙入軌後，空間站可開展燃燒實驗。沒有了重力影響，火焰沒了方向，會呈現與地面不一樣的球形火焰。艙內安裝的燃燒科學實驗系統可以支持液體、固體、氣體三種類型燃料的燃燒，通過更換不同的插件，在微重力環境下對燃燒過程進行系統性研究，比如，使用高速攝像及增強型相機，可以觀察火焰、碳煙、溫度場等從點火到燃燒的形成過程。

　　據悉，燃燒科學實驗系統將在國際上首次進行微重力環境下的速度場檢測，並為燃燒科學的基礎技術、空間站防火、燃燒材料合成、宇航動力技術發展等方向提供優秀的科研平台。　　

研先進物料 助力大科學工程

　　高溫材料科學實驗櫃可支持開展高溫金屬及合金材料、先進半導體材料、功能晶體材料、複合材料、生物納米材料、能源材料和新型特種材料的熔體生長和凝固科學實驗，可為解決中國發展高端裝備、大科學工程等關鍵科學問題和技術提供重要幫助。

　　問天艙和夢天艙是一對「孿生兄弟」。如果將問天氣閘艙比作「國際機場」，那麼夢天貨物氣閘艙就是空間站的「國際貨運港口」。通過這個「港口」，包括中國空間站載荷自動進出艙技術等一系列全新技能將首次亮相，實現貨物、載荷在空間站艙內外的全自動交互，不僅送得出、接得入，還運得快、行得穩。

　　夢天實驗艙貨物氣閘艙還安裝一款方形電動艙門，屬世界航天史上首創，以滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求。

　　夢天實驗艙內還配置了一台載荷轉移機構，可以穩定將貨物從艙內送出艙外，或將艙外貨物運至艙內。這台載荷轉移機構的運送能力達400公斤，與航天員「帶貨出艙」的方式相比，貨物出艙能力進一步提升，還可為在軌工作生活的航天員「減負」，以便其將更多時間精力用於開展艙內各項科學實驗活動。

首創自動化艙門 不漏風不卡頓

　　夢天艙的電動型艙門不僅是中國空間飛行器歷史上的首個「自動門」，也是世界航天史中首次在空間站中使用電驅動自動開關的密封艙門，以滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求。這款方形電動艙門寬度達1.2米。

　　當貨物進入氣閘艙內完成出艙準備後，電動外艙門沿艙門軸線旋轉約90度開啟，確保貨物通道完全打開，實現貨物自動出艙，為保證艙門能關好關嚴不漏風、打開關閉不卡頓，夢天「自動門」在地面裝配完成後經過耗時35天模擬太空環境測試，以驗證電動外艙門密封性能。

實驗艙「孿生兄弟」Q&A

　　問：「問天」「夢天」兩兄弟斤両如何？

　　答：夢天實驗艙由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙四個艙段組成，艙體全長約17.9米，直徑4.2米，發射質量約23噸。而問天實驗艙發射質量為23.2噸，主要由工作艙、氣閘艙、資源艙組成。

　　問：為什麼「夢天」肚子更圓？

　　答：採用了「艙中艙」設計（氣閘艙+載荷艙），載荷艙與氣閘艙是以「雙艙嵌套」的形式與工作艙相連，即在載荷艙的內部，隱藏着一個貨物氣閘艙，主打貨物出艙專用通道。這讓夢天實驗艙的體型看起來更加渾圓、流暢。

　　問：太空之家「自動艙門」夢成真？

　　答：夢天實驗艙內的載荷轉移機構，可以實現貨物自動進出艙，為在軌工作的航天員「減負」。為了滿足將來更大尺寸、更大重量貨物的進出艙需求，貨物氣閘艙上還安裝了中國空間站首個方形電動艙門，寬度達1.2米，是世界首個全自動弧形滑移方艙門。

　　問：在軌投放衛星不是痴人說夢？

　　答：夢天實驗艙上專門配置了微小飛行器在軌釋放機構，能夠滿足百公斤級微小飛行器或者多個規格立方星的在軌釋放需求，解決微衛星和立方星低成本進入太空的問題。

　　問：微重力科研「夢工場」將誕生？

　　答：夢天實驗艙作為「工作室」，是三艙中支持載荷能力最強的艙段，其中配置了13個標準載荷機櫃，主要面向微重力科學研究，可支持流體物理、材料科學、超冷原子物理等前沿科學實驗項目。

流體物理實驗櫃 「天宮課堂」好拍檔

　　中國科學院聯合優勢力量研製的8個科學實驗櫃隨夢天實驗艙進入太空，裏面配置了不少先進的實驗「神器」，將在空間科學實驗中發揮「神力」。

　　從泡騰片實驗、液橋演示，到水球「變懶」實驗，流體現象的天地差異是「天宮課堂」的「常駐嘉賓」。為更好地研究微重力環境中流體的運動規律，此次夢天實驗艙專門搭載了流體物理實驗櫃。

　　據悉，此次中科院為夢天實驗艙配置了超冷原子物理實驗櫃、高精度時頻實驗櫃、高溫材料科學實驗櫃、兩相系統實驗櫃、流體物理實驗櫃、燃燒科學實驗櫃、在線維修裝調實驗櫃等7個方面的8個科學實驗櫃。

　　中科院力學研究所研究員康琦表示，微重力環境下，流體運動表現出許多新規律，比如地球上燒開水時的熱對流現象，在太空微重力環境下會表現出極大的差異，流動結構、對流失穩過程的空間尺度和時間尺度大大增加，混沌轉捩途徑、湍流作用機制等需要通過太空實驗進行新的探索和發現。

「太空電站」升級3.0 航天員吃上熱飯菜

　　中國空間站將在400公里的高空運行十餘年，要維持這麼長時間的能源，「太空電站」很重要。曾經，航天員為了節省電能，在太空吃的是冷飯冷菜。而現在，隨着中國「太空電站」進入3.0版本時代，航天員早就能在太空吃上熱飯熱菜，還能在太空開展各種科學實驗。

　　中國空間站「太空電站」內成立了一個和諧互助的「供電大聯盟」，所有飛行器（包括：實驗艙、核心艙、神舟飛船、貨運飛船）之間的能源可以互通。其中，「盟主」問天實驗艙和夢天實驗艙是中國空間站的主要能量來源。

　　隨着夢天艙的升空，中國空間站共配備2種規格6套大型柔性太陽翼。核心艙單個太陽翼展開面積67平方米，相當於一個標準單打羽毛球場的大小，可以提供9千瓦的電能。待三艙組合後，柔性太陽翼面積超過700平方米，可讓中國空間站徹底實現能源自由。據中國航天科技集團八院空間站系統副總設計師馬季軍介紹：「從『神舟一號』的研製探索開始，中國『太空電站』在技術上實現了電源系統從低壓到高壓、太陽電池翼從剛性到半剛性再到柔性、儲能電池從鎘鎳到氫鎳再到鋰電、發電能力從1千瓦到3千瓦再到30千瓦等的穩步邁進和跨越式發展。」