多功能、大容积、还能放卫星……全面解析梦天实验舱：天宫“新房”到底有多强？

2022年10月31日，空间站梦天实验舱在文昌航天发射场由长征五号B运载火箭托举升空，顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功，打响了我国空间站建造任务的收官之战。后续，梦天实验舱将与天和核心舱进行快速交会对接以及平面转位，三舱组成空间站“T”字基本构型。

梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四个舱段组成，舱体全长17.88米，直径4.2米，发射质量约23吨。中国航天科技集团上海航天技术研究院承担了梦天实验舱的抓总研制工作。立足“建站为应用”的宗旨，梦天实验舱在轨组装完成后，将与空间站其它两舱实现控制、能源、信息、环境等功能的并网管理，共同支持空间站开展更大规模的空间研究实验和新技术试验，打造天宫“梦工场”，推动我国空间科学研究与应用迈向世界领先水平。

最硬核：支持空间站更强科学实验

梦天实验舱与天和核心舱、问天实验舱的任务分工和定位不同，与两者在配置上既有相似的地方，也有不同，各有特点。

从总体构型来看，梦天实验舱的肚子更圆，它由四个舱段组成，并采用了独特的“套娃”设计。工作舱在最前端，通过对接机构与核心舱相连，主要是航天员舱内工作与锻炼的地方，也是舱内科学试验机柜安装的地方。载荷舱与货物气闸舱则是以“双舱嵌套”的形式与工作舱相连，也就是说，在载荷舱的内部，隐藏着一个货物气闸舱，主打货物出舱专用通道。最后端的是资源舱，也是对日定向装置和柔性太阳翼等安装的地方。

从对人的支持来讲，梦天实验舱的定位是航天员工作的地方，因此没有配置类似“天和”“问天”舱的再生生保以及睡眠区、卫生区。但三个舱段均配置有航天员的锻炼设备，梦天舱配置的是抗阻锻炼设备，类似健身房的划船机。

从支持应用任务来讲，梦天实验舱作为“工作室”，是三舱中支持载荷能力最强的舱段，其配置了13个标准载荷机柜，主要面向微重力科学研究，可支持流体物理、材料科学、超冷原子物理等前沿试验项目，堪称天宫“梦工场”。同时，为了最大化实现舱外试验支持能力，梦天舱舱外配置有37个载荷安装工位，可为各类科学实验载荷提供机、电、热、信息方面的能力支持，确保它们在太空环境下开展各类实验。特别是载荷舱上配置有两块可在轨展开的暴露载荷实验平台，进一步增强了空间站的载荷支持能力。

最智能：货物自动进出舱

如果将问天实验舱的气闸舱比作“国际机场”的话，那么梦天的货物气闸舱就是空间站的“国际货运港口”。以往在舱外开展科学试验，需要航天员出舱进行安装作业，但这种方式会受到航天员出舱次数、载荷数量与大小的限制。因此，梦天实验舱所独具的载荷自动进出舱功能将进一步提高空间站进行舱外载荷实（试）验的能力和效率。在梦天实验舱内，配置了一台载荷转移机构，可以稳定地执行将货物从舱内送出舱外，或将舱外货物运至舱内的任务。

据了解，载荷转移机构的运送能力能达到400公斤、单次运送货物包络可以达到1.15米 1.2米 0.9米。这与航天员“带货出舱”的方式相比，货物出舱能力得到了进一步提升，还为在轨工作生活的航天员“减负”，以便他们将更多的时间精力用于开展舱内各项科学实验活动。

同时，为了满足将来更大尺寸、更大重量货物的进出舱需求，梦天实验舱的货物气闸舱上还安装了一款独一无二的方形舱门，宽度可达1.2米。舱门采用全自动弧形滑移设计，可以为货物的进出舱提供一条宽阔的走廊，也是隔离舱内与舱外空间环境的关键设备，是我国空间站首次亮相的方形自动舱门。

最酷炫：支持在轨释放微小卫星

梦天实验舱具备微小飞行器在轨释放的能力，将作为开放合作平台进一步增强空间站的综合应用效益。梦天实验舱上专门配置了微小飞行器在轨释放机构，能够满足百公斤级微小飞行器或者多个规格立方星的在轨释放需求，解决微卫星和立方星低成本进入太空的问题。

航天员只需在舱内把立方星或微卫星填装到释放机构的“肚子内”，释放机构即可搭乘载荷转移机构将小卫星运送至舱外。出舱后，机械臂抓取释放机构，运动到指定的释放方向，释放机构就会像弹弓一样，把小卫星弹射出去，实现在轨“放卫星”。

最顶配：双“翼”驱动实现用电无忧

随着空间站更多科学实验任务的开展，空间站载荷供电需求也成倍增加。因此，梦天实验舱与问天实验舱同配置、同发力，也拥有单侧长达27米、可展开面积近138平方米的“巨型翅膀”——柔性太阳翼。

为了确保这对长且柔的大翅膀在对接过程中的控制精度和稳定度，研制团队经过反复验证，让太阳翼的展开采取“两步走”方式，分别安排在“梦天入轨”和“完成交会对接后”两个阶段。在实验舱发射后独立飞行阶段，柔性太阳电池翼首先展开一部分电池板以满足实验舱能量需求，可以降低飞行控制难度使得交会对接又稳又准。在对接完成后，再次完成全展开，建立完整的能源系统。

我国空间站基本构型组装完成后，两个实验舱配置的四副太阳翼，将为我国空间站打造最强劲的能量源泉，单个功率高达18千瓦，真正实现“用电无忧”。

栏目主编：李晔

图片来源：上海航天技术研究院

来源：作者：俱鹤飞