“问天”实验舱成功飞天 本次任务有何看点

封面新闻记者 杨峰 边雪 陈彦霏 海南文昌报道

据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。

据中国载人航天工程办公室介绍，2022年我国将实施6次飞行任务，完成空间站的在轨建造，问天实验舱是其中的第三次飞行任务。

中国空间站由一个核心舱和两个实验舱组成，建成后整体呈T字构型，其中天和核心舱已于2021年4月29日发射入轨，问天实验舱是空间站的第二个舱段和首个科学实验舱。那么，本次发射任务有何看点呢？

7月24日，长征五号B遥三运载火箭已完成推进剂加注，即将发射。图源：中国载人航天工程办公室

我国空间站首次有人状态迎接航天器

最大吨位的“太空之吻”

封面新闻记者从抓总研制问天实验舱的航天科技五院了解到，23吨的问天实验舱在入轨后将与40多吨的空间站组合体将实施轴向（前向）交会对接，完成“一”字构型。这是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接，也是我国空间站首次在有人的状态下迎接航天器的来访。记者从抓总研制长五B火箭的航天科技集团一院了解到，此次任务也是我国大型低温火箭第一次执行交会对接任务。

此前，7月17日上午，天舟三号货运飞船已在完成全部既定任务后撤离空间站组合体，将其停靠的前向对接口空出，让同一对接口等待迎接问天实验舱的到来。

在空间站后续的建造过程中，空间站还将进行多次构型变化。问天实验舱将完成我国首次在轨大惯量转位动作，通过平面转位90度，让原本对接在节点舱前向对接口的问天实验舱转向节点舱的侧向停泊口并再次对接，上演一场惊心动魄的“太空泊车”，腾出核心舱的前向对接口，为梦天实验舱的到访做好充分准备。

7月24日14时22分，问天实验舱和长五B遥三运载火箭在文昌航天发射场发射升空。摄影：杨峰

“问天”和核心舱互为备份

将大型科学实验室搬上太空

封面新闻记者还从航天科技集团五院了解到，问天实验舱的设计刷新了中国和世界的多项纪录。问天实验舱由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成，舱体总长 17.9 米，直径 4.2 米，发射重量达23.2吨，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，是国内迄今为止发射的最大的单体航天器，也是世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。

问天的工作舱是迄今我国最大、世界第二大单密封舱体，工作舱内设有3个睡眠区、1个卫生区。在完成与天和核心舱的对接后，中国空间站的“床位”数将增加到6个，允许两个乘组6名航天员在“太空会师”，空间站“满客”运行。问天配备的太阳帆板，全部展开后的翼展超过 55 米，每天平均发电量超过 430 度，足够北京一个普通家庭用上一个半月，刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录。

问天在平台功能上和天和核心舱互为备份，在核心舱出现故障的前提下，问天可以接管对空间站的操作，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。

中国空间站在轨组装过程。图源：中国载人航天工程办公室

在科研能力上，问天装载了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。封面新闻从中国科学院空间应用工程与技术中心了解到，这些科学实验柜，将推动我国在生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究。

据中国载人航天工程办公室介绍，问天实验舱入轨后将按照预定程序与核心舱组合体进行交会对接，神舟十四号航天员乘组将进入问天实验舱开展工作。

航天员进入问天舱后将舱内启动生命维持系统，完成科学实验柜的组装，同时开展交叉科学实验，另外也将在“新教室”开展太空授课。航天员还会择机首次从问天实验舱的出舱口出舱。

问天实验舱和长五B遥三运载火箭转运至发射工位。图源：航天科技集团一院

长五B火箭首次“零窗口”发射

封面新闻记者从航天科技集团一院了解到，执行本次任务的长五B火箭作为我国目前近地轨道运载能力最大的新一代运载火箭，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。问天实验舱的重量逼近了长五B的近地轨道运载能力的设计最大值。

因问天实验舱与空间站天和核心舱进行快速交会对接的需要，本次任务中，长五B火箭实施零窗口发射，“零窗口”是指发射时间范围为零的发射窗口，也就是要求火箭必须分秒不差地点火升空。

火箭院长五B火箭总体副主任设计师刘秉表示，按“零窗口”的任务需求，火箭必须在预先计算规定的时间分秒不差地发射，“否则将无法到达指定位置，需要耗费巨大代价调整轨道；甚至导致发射终止，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。”

长五B是低温火箭，面临着低温推进剂加注问题和复杂的发射射前流程，实施零窗口发射相比常温火箭难度大得多。刘秉称，为保证准时发射，长五B团队对射前负10分钟的发射流程进行了优化，应用了起飞时间偏差修正技术，最大修正时间为2.5分钟，将“零窗口”拓展至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，将实验舱精准送入预定轨道。”