“天和”“問天”　同盼“夢天”

2021年4月29日，中國文昌，長征五號B遙二運載火箭搭載着中國空間站首個艙段——天和核心艙，在海天之間劃出一道長長的尾焰，飛向太空，開啓了空間站在軌組裝建造的大幕。2022年7月25日10時03分神舟十四號航天員乘組順利進入問天實驗艙。這是中國航天員首次在軌進入科學實驗艙。問天入列後，當前空間站組合體由天和核心艙、問天實驗艙、神舟十四號載人飛船和天舟四號貨運飛船組成。據中國載人航天微信公衆號消息，中國空間站第2個實驗艙段——夢天實驗艙已完成出廠前所有研製工作，於近日運抵文昌航天發射場。後續，夢天實驗艙將按計劃開展發射場區各項總裝和測試工作。目前，發射場設施設備狀態良好，參試各系統正在有序開展各項任務準備。

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問天實驗艙

問天實驗艙是一個集平臺功能與實驗載荷功能於一體的“全能型”選手。爲降低系統複雜性和在軌風險，相應實現了多個系統功能創新。

實力超凡的“全能選手”

平臺功能方面，具備空間站組合體統一管理和控制能力，同時可作爲天和核心艙的備份，對空間站進行管理，可以完全覆蓋空間站組合體工作要求；支持航天員長期在軌駐留，並提供專用氣閘艙和應急避難場所，保證航天員安全，使空間站的在軌運行風險更加可控，在軌長壽命運行更加可靠。

實驗載荷功能方面，裝載8個實驗機櫃機位、22個艙外載荷適配器，如同將大型科學實驗室搬到太空，助力中國人在太空開展大規模的空間科學實驗。

太陽帆板設計方面，爲提高交會對接可控性，首次採取太陽帆板二次展開方案，發射後先展開約五分之一，對接完成後再展開到位，確保順利抵達天和“母港”。

名副其實的“主發電站”

問天實驗艙能源管理系統十分強大，自帶高性能“發電機”與“配電器”。配置了比核心艙更大的柔性太陽帆板，每天平均發電量超過430度，能夠爲空間站運行提供充足能源。空間站在軌建造完成後，核心艙的一個太陽帆板將轉移至問天實驗艙資源艙尾部，成爲名副其實的“主發電站”。屆時，問天實驗艙的3條能源母線將發揮更大的作用，爲組合體源源不斷地供電送能。

在問天實驗艙中，氣閘艙“外方內圓”的視覺效果可謂別具一格。

外部看上去像方形的外殼，是艙外暴露實驗平臺，上面配置了22個標準載荷接口，其中一部分還配備了流體迴路溫度控制。

擁有功能齊全的“資源包”

問天實驗艙是空間站系統中艙外活動部件最多的艙體，大量的艙外設施設備更好地保障了出艙活動，也爲更精細的艙外操作提供了支持。

問天實驗艙艙外攜帶一套5米長、7自由度的小機械臂，其小巧、精度高，方便抓取中小型設備，開展更精細的操作。小臂還能與核心艙大臂級聯成15米長的組合臂，能夠自由爬行於空間站三艙組合體之間，開展範圍更廣的艙外作業。

未來，在空間站搭載的科學實驗載荷，可以通過機械臂精準“投送”到對應的標準載荷接口位置，“即插即用”，不再需要航天員出艙進行操作。

同時，艙外還設置了2臺雲臺燈、4臺高清攝像機，能實現一邊打光追光、一邊拍攝錄製，使地面測控人員對航天員出艙活動的一舉一動都一目瞭然，從而提供及時有力的安全保障。另外，它們還能在太空中拍攝許多“壁紙大片”“唯美視頻”，將美輪美奐的地球和外太空呈現在世人面前。

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天和核心艙

天和核心艙已環繞着地球在軌運行一年多，成績頗豐。天和核心艙是空間站實現組合體控制和管理的主要艙段，天和核心艙具備開展交會對接、轉位與停泊、乘組長期駐留、航天員出艙、保障空間科學實驗等能力，艙內配置有工作區、睡眠區、衛生區、就餐區、醫監醫保區以及鍛鍊區，能夠爲航天員工作和生活提供舒適良好的保障條件。

多功能“太空之家”，護航四次飛行任務

在強大的功能保障下，各項飛行任務均按照計劃順利實施。天和核心艙與神舟十二號、神舟十三號兩艘載人飛船，以及天舟二號、天舟三號兩艘貨運飛船成功實施交會對接。

作爲航天員乘組的“太空之家”，保障了神舟十二號乘組3個月的駐留和神舟十三號乘組6個月的駐留任務，支持開展了出艙活動、機械臂轉位貨運飛船以及手控遙操作等多項專項任務。

同時，艙內還配置了空間科學實驗設施，使航天員在軌開展了以無容器和高微重力以及航天醫學實驗爲主要內容的科學實驗，取得了高水平的空間科學研究成果和顯著的綜合效益。

開展關鍵技術驗證，使命在肩作用重大

核心艙在軌運行一年以來，開展了物化再生生保、大型組合體控制以及大型柔性太陽電池翼及驅動技術、航天員出艙技術等多項關鍵技術驗證工作。經評估結果符合預期，目前功能性能優於設計。

再生生保技術方面，天和核心艙再生生保系統爲神舟十二號和神舟十三號兩個乘組提供了良好的載人環境，滿足航天員在軌的物質代謝需求。航天員排出的溼氣可收集成冷凝水，尿液回收再處理成飲用水和電解制氧，水的回收效率優於95%，水的利用效率優於83%，均滿足指標要求，通過這項技術，大大降低了通過貨運飛船上行攜帶航天員飲用水和氧氣的需求量。

機械臂技術方面，成功實施了航天員出艙、轉位貨運飛船以及艙外狀態巡檢等多項關鍵任務。通過機械臂艙外操作，其關節運動能力、末端定位精度等功能性能均滿足設計預期；機械臂操作負載所表現出的剛度特性，表明機械臂具有執行大負載轉移任務的能力；同時，科研人員還獲取了在軌失重環境下機械臂運動學模型參數。這些成果爲今後機械臂轉位實驗艙、艙外大型載荷照料等任務奠定了堅實基礎。

“空間站核心艙完成了關鍵技術驗證階段的任務，達到了預期目的。目前正在開展能力評估，進一步挖掘核心艙潛力，提質增效。”空間站系統總設計師楊宏表示。