2021年4月29日，中國文昌，長征五號B遙二運載火箭搭載著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，開啟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。問天入列后，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(jù)中國載人航天微信公眾號消息，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制工作，于近日運抵文昌航天發(fā)射場。后續(xù)，夢天實驗艙將按計劃開展發(fā)射場區(qū)各項總裝和測試工作。目前，發(fā)射場設施設備狀態(tài)良好，參試各系統(tǒng)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于一體的“全能型”選手。為降低系統(tǒng)復雜性和在軌風險，相應實現(xiàn)了多個系統(tǒng)功能創(chuàng)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(tǒng)一管理和控制能力，同時可作為天和核心艙的備份，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，并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個實驗機柜機位、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(guī)模的空間科學實驗。

太陽帆板設計方面，為提高交會對接可控性，首次采取太陽帆板二次展開方案，發(fā)射后先展開約五分之一，對接完成后再展開到位，確保順利抵達天和“母港”。

名副其實的“主發(fā)電站”

問天實驗艙能源管理系統(tǒng)十分強大，自帶高性能“發(fā)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(fā)電量超過430度，能夠為空間站運行提供充足能源?？臻g站在軌建造完成后，核心艙的一個太陽帆板將轉移至問天實驗艙資源艙尾部，成為名副其實的“主發(fā)電站”。屆時，問天實驗艙的3條能源母線將發(fā)揮更大的作用，為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(nèi)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回路溫度控制。

擁有功能齊全的“資源包”

問天實驗艙是空間站系統(tǒng)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，也為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(lián)成15米長的組合臂，能夠自由爬行于空間站三艙組合體之間，開展范圍更廣的艙外作業(yè)。

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臺云臺燈、4臺高清攝像機，能實現(xiàn)一邊打光追光、一邊拍攝錄制，使地面測控人員對航天員出艙活動的一舉一動都一目了然，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(xiàn)在世人面前。

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天和核心艙

天和核心艙已環(huán)繞著地球在軌運行一年多，成績頗豐。天和核心艙是空間站實現(xiàn)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(nèi)配置有工作區(qū)、睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)、就餐區(qū)、醫(yī)監(jiān)醫(yī)保區(qū)以及鍛煉區(qū)，能夠為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。

作為航天員乘組的“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(nèi)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(yī)學實驗為主要內(nèi)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(jīng)評估結果符合預期，目前功能性能優(yōu)于設計。

再生生保技術方面，天和核心艙再生生保系統(tǒng)為神舟十二號和神舟十三號兩個乘組提供了良好的載人環(huán)境，滿足航天員在軌的物質代謝需求。航天員排出的濕氣可收集成冷凝水，尿液回收再處理成飲用水和電解制氧，水的回收效率優(yōu)于95%，水的利用效率優(yōu)于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(tài)巡檢等多項關鍵任務。通過機械臂艙外操作，其關節(jié)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(xiàn)出的剛度特性，表明機械臂具有執(zhí)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(huán)境下機械臂運動學模型參數(shù)。這些成果為今后機械臂轉位實驗艙、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(tǒng)總設計師楊宏表示。