天宮空間站的“三艙合體”時刻

焦維新

2022年，中國載人航天空間站工程將實施6次重大任務，全面建成空間站。這意味著，中國天宮空間站的“三艙合體”時刻，很快就要到來了！

將要建成的“三艙”主要包括天和核心艙，問天、夢天兩個實驗艙。這是由中國載人航天事業的需要和具體情況決定的，涉及空間站的規模以及科學試驗的內容和類型。

在太空中開展的科學試驗，大多數是在密封的條件下進行的，但也有一些需要在暴露條件下進行，如觀天測地和對空間環境監測。因此，一個實驗艙顯然是無法滿足相關科學試驗要求的。

問天、夢天實驗艙與天和核心艙“三艙合體”后，將呈T字形結構。這是因為T字形具有結構緊湊、便于管理、便于控制和便于擴大規模的特點。設想一下，如果“三艙合體”采用一字“長蛇陣”的形式，從一端到另一端，長度接近50米，不僅結構不穩定，而且航天員出艙活動也很不方便。此外，T字形結構對于從整體上控制空間站的平衡也有好處。如果將來要擴大空間站的規模，從預留的對接口加一個艙段也很方便。

問天實驗艙和夢天實驗艙，在設計、功能上有不少區別。

首先，問天實驗艙的最大直徑和天和核心艙一樣都是4.2米，全長17.9米，豎起來將近6層樓高，超過天和核心艙（全長16.6米）及國際空間站上的任何一個艙段。它主要用于備份天和核心艙的部分平臺功能，存放航天員的消耗品、空間站備品備件和補給貨物等。艙內配備有3個床位、1個衛生間，加上天和核心艙內的同等配置，可滿足2個乘組6名航天員同時在軌。

而夢天實驗艙的尺寸與問天實驗艙不相上下，最大的不同之處則在于配備了一個貨物專用氣閘艙，能夠在航天員和機械臂的配合下，支持設備的自動進出艙，它更傾向于服務貨物來往。

在問天實驗艙和夢天實驗艙先后就位，并與天和核心艙形成組合體后，天宮空間站的功能將會變得愈發完善、強大。當然，這并不是一件簡單的事情。

圖為天宮空間站示意圖。天和核心艙可為整個空間站提供動力，它還具有一個對接樞紐，可供兩個實驗艙與其對接，并為到訪的神舟載人飛船和天舟貨運飛船提供“港口”（繪圖/張玲）

首先，要發射天舟四號貨運飛船，運送補給物資，為隨后實施的神舟十四號載人飛行任務作準備。神舟十四號乘組在軌駐留期間，問天實驗艙和夢天實驗艙將先后發射入軌，與天和核心艙對接，進行艙段轉位，在2022年年底前完成空間站三艙組合體建造。隨后，實施天舟五號貨運飛船補給和神舟十五號載人飛行任務。神舟十五號乘組將與神舟十四號乘組開展在軌輪換，對空間站狀態進行全面評估后，才能轉入空間站應用與發展階段。

因此，中國空間站在2022年的任務特點是，環環相扣、高度耦合，航天器在軌對接與分離次數多，組合體狀態復雜，管理難度大;艙段轉位、大小臂組合工作、貨物出艙等任務狀態新。

讓我們一起期待“三艙合體”時刻的來臨，看中國航天人如何在通往宇宙的征途上，書寫新的傳奇，留下耀眼的航跡！

?中國空間站天和核心艙的工藝驗證艙

（責任編輯 / 王佳穎? 美術編輯 / 周游）