空間站的“夢工廠”，解碼夢天實驗艙

夢天實驗艙順利進入預定軌道！

10月31日，隨著一聲巨響，長征五號B運載火箭托舉空間站夢天實驗艙徐徐升空，經過十余分鐘的飛行，夢天實驗艙順利進入預定軌道，發射任務取得圓滿成功，打響了我國空間站建造任務的收官之戰。后續，夢天實驗艙將與天和核心艙進行快速交會對接以及平面轉位，三艙組成空間站“T”字基本構型。

“兩兄弟”有何區別？

今年7月24日，中國空間站第二個艙段——問天實驗艙成功發射，夢天實驗艙是我國空間站發射的第二個實驗艙，從公布的照片來看，“問天”和“夢天”外形有不少相似之處，在艙段的組成上，都擁有工作艙、氣閘艙和資源艙，特別是“兩兄弟”的工作艙和資源艙的造型幾乎別無二致。那么，“問天”和“夢天”有何區別呢？

那么如何從外形上快速辨認出“兩兄弟”呢？主要還在工作艙與資源艙的中間部分，也就是氣閘艙的獨特構型上。問天實驗艙采用“外方內圓”的視覺效果，圓柱形氣閘艙外有個方形的外殼（艙外暴露實驗平臺）；而在夢天實驗艙的相同位置，則采用了“艙中艙”設計（氣閘艙+載荷艙），這讓夢天實驗艙的體型看起來更加渾圓、流暢。

從對人的支持來講，夢天實驗艙的定位是航天員工作的地方，因此沒有配置類似“天和”“問天”艙的再生生保以及睡眠區、衛生區。但三個艙段均配置有航天員的鍛煉設備，夢天艙配置的是抗阻鍛煉設備，類似健身房的劃船機。

作為航天員在太空工作生活的主要區域，“問天”和“夢天”的工作艙內均安裝了多臺科學實驗機柜，便于航天員在軌開展各項科學實驗。但在開展空間科學實驗方面，“兩兄弟”的能力和責任卻各有側重。 問天實驗艙主要面向空間生命科學研究，配置了生命生態、生物技術和變重力科學等實驗柜；夢天實驗艙則主要面向微重力科學研究，配置了流體物理、材料科學、燃燒科學、基礎物理以及航天技術試驗等多學科方向的實驗柜。位于艙體尾端的資源艙是實驗艙的“能源倉庫”，資源艙上安裝的兩副巨大太陽翼，可通過持續旋轉、穩定對日為空間站提供充足的能源支持。

除了“身材”不同，“兩兄弟”的氣閘艙還各懷絕技。問天實驗艙的氣閘艙主要作為航天員出艙的主要通道；而夢天實驗艙的氣閘艙，則是一個專供貨物進出的重要樞紐。更形象地來說，如果將問天實驗艙的氣閘艙比作“國際機場”，那么夢天實驗艙的氣閘艙就像是一座“國際貨運港口”，承擔著空間站貨物、載荷等進出艙的任務，是空間站一項重要的能力創新。

打造“太空貨運港”

作為我國空間站的首個貨物氣閘艙，夢天實驗艙將為空間站開展艙外科學實驗帶來哪些全新體驗？在沒有貨物氣閘艙之前，一般是通過航天員“出艙帶貨” 進行艙內外貨物的轉移、安裝，但這種方式往往會受到航天員出艙次數、載荷數量與大小的限制，且航天員頻繁進行出艙活動還將面臨空間環境中更為復雜的安全考驗。因此，夢天實驗艙的貨物氣閘艙的應用，將為空間站后續開展各類艙外科學實驗提供強大支持。

貨物氣閘艙采用“內艙門+外艙門”雙門設計：通往工作艙的內艙門，是隔離艙內與艙外空間環境的關鍵設備；面向地球一側的外艙門，則是貨物通往艙外的出艙口。為了保障航天員的在軌安全，內外兩道艙門不會同時開啟。

以貨物出艙任務為例，航天員首先會手動開啟內艙門，此時外艙門呈關閉狀態，工作艙與氣閘艙形成一個密閉的工作環境，負責搬運貨物出艙的載荷轉移機構將伸進艙內，航天員不用身穿艙外航天服，在艙內就可以完成載荷、貨物的安裝操作；隨后，轉移機構縮回至氣閘艙，航天員關閉內艙門、由地面發出指令打開外艙門，實現貨物的順利出艙，讓航天員“人在家中坐，操作彈指間”。

據了解，夢天實驗艙的貨物氣閘艙可滿足1.15 米×1.2 米×0.9米規格的貨物進出，這也取決于外艙門的大開口設計，為貨物進出打造了一條寬闊的通路。同時，這款外艙門還是我國空間站的首個電動弧形方艙門，艙門采用全自動滑移設計，通過地面發送指令控制開關，將為貨物出艙帶來一場全新體驗。

腹中有“乾坤”

與航天員進出艙一樣，貨物進出艙也需要經過一個漫長的泄復壓過程，出艙泄壓、進艙復壓，讓艙內外的大氣壓保持一致。因此對于氣閘艙來說，內部空間越大，就意味著在泄復壓期間空間站內損耗的氣體越多。為此，貨物氣閘艙的外形尺寸根據出艙貨物的大小進行了最優設計，2.2米的直徑既保障了貨物有充足的空間進行安全轉運，又減少了對空間站內的氣體損耗，提高了空間站的氣體利用率。

作為工作艙與資源艙之間的連接艙段，貨物氣閘艙還應該起到連接和承載的作用。因此，為了進一步提升整艙剛度、起到有效的承載，在氣閘艙外還套了一個更大直徑的艙體——載荷艙，從而造就了夢天實驗艙獨特的“艙中艙”設計。 除此之外，載荷艙還為空間站進行艙外科學實驗提供了強大的平臺支持。

夢天實驗艙配置2個展開式暴露平臺和1個固定式暴露平臺。2個展開式暴露平臺1個為對天方向，1個為對地方向，與對地方向的固定式暴露平臺一共可提供24個標準載荷工位。為了不占用火箭包絡，發射時平臺呈收攏狀態，當夢天實驗艙完成對接與轉位動作后，兩個平臺展開并鎖定到位，為夢天實驗艙提供了24個艙外標準載荷工位，極大拓展了空間站開展空間科學實驗的能力。

“太空驛站”可在軌釋放小衛星

除了實現載荷、貨物的自動進出艙功能，載荷轉移機構還為立方星、微衛星等實現“太空旅游”提供“VIP 包廂”，那就是夢天實驗艙中配置的微小飛行器釋放機構，有了這個機構，我國空間站則可化身為“太空驛站”，為立方星、微衛星的釋放提供最前沿的出發地。