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問天奔赴天宮 打造太空實驗室

圖:7月24日14時22分,搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,在中國文昌航天發射場準時點火發射,約495秒後,問天實驗艙與火箭成功分離並進入預定軌道,發射取得圓滿成功。\新華社

  2022年7月24日14時22分,搭載問天實驗艙的長征五號B遙三運載火箭,在中國文昌航天發射場準時點火發射,約495秒後,問天實驗艙與火箭成功分離並進入預定軌道,發射圓滿成功。神舟十四號乘組陳冬、劉洋、蔡旭哲通過直播觀看發射盛景,他們歡呼雀躍,等待問天艙經過13個小時的飛行,在25日凌晨時與空間站天和核心艙進行交會對接,完成空間站「一」字構型。今次是中國航天員首次在軌迎接航天器來訪。屆時,航天員們將開啟兩房太空新家園,而隨着國家太空實驗室建設推進,將開展擬南芥、線蟲等空間生長實驗,探索生命奧秘。

  此次發射是中國載人航天工程立項實施以來的第24次飛行任務,發射的問天實驗艙是中國空間站第二個艙段,也是首個科學實驗艙,今次是中國航天員首次在軌迎接航天器來訪。問天實驗艙的主要任務是具備空間站組合體統一管理和控制能力,具備與核心艙進行交會對接、轉位和停泊的能力;支持航天員在軌駐留,提供專用氣閘艙和應急避難場所,保證航天員安全;支持開展密封艙內、艙外科學實驗和技術試驗。

  增3床位 6航天員「太空會師」

  據介紹,空間站問天實驗艙體型巨大、功能強大、結構複雜、指標先進,在中國航天器研製歷程中創下多個新紀錄。問天實驗艙由工作艙、氣閘艙及資源艙三部分組成,艙體總長17.9米,直徑4.2米,發射重量達23噸。這塊頭和分量,跟北京地鐵13號線列車的一節車廂差不多,是全世界現役在軌最重的單艙主動飛行器。當重達21噸的問天艙牽手近22.5噸重的天和核心艙,便締造中國航天史上「分量最重」的「太空之吻」。

  此外,問天實驗艙的工作艙是迄今中國最大、世界第二大單密封艙體。艙內設有3個睡眠區、1個衞生區。完成對接後,中國空間站將更加溫馨舒適,自由活動空間將增加近50立方米(原為110立方米),而且「床位」數增加到6個。神舟十五號載人飛船發射後,神十四、神十五兩個乘組、6名航天員將實現「太空會師」,空間站「滿客」運行。

  8實驗櫃 研生命起源進化

  問天實驗艙是中國空間站系統中艙外活動部件最多的艙體,大量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。問天實驗艙將在氣閘艙外攜帶一套5米長的小型機械臂,這套7自由度的機械臂小巧、精度高,「小手」方便抓中小型設備,做更為精細的操作。小臂還可以與核心艙大臂級聯成15米長的組合臂,開展更多的艙外操作。中國空間站建成後,組合臂能夠在天和、問天、夢天的空間站三艙組合體之間爬行。

  問天實驗艙還是集平台功能與試驗載荷功能於一體的「全能型」選手。在平台功能方面,問天實驗艙與天和核心艙互為備份,保障航天員在軌長期駐留,並可提供專用氣閘艙和應急避難場所。在試驗載荷功能上,問天實驗艙裝載了8個實驗機櫃、22個艙外載荷適配器,就像是把一個大型科學實驗室搬到了太空。

  在空間科學應用方面,問天艙任務以生命科學和生物技術研究為主,在空間生命科學與生物技術、微重力流體物理、空間材料科學、空間應用新技術試驗等四個領域規劃部署了十餘個研究主題。其中,生命生態實驗櫃以多種類型的生物個體,如植物種子、幼苗、植株、兼顧小型動物等為實驗樣品,開展擬南芥、線蟲、果蠅、斑馬魚等動植物的空間生長實驗,揭示微重力對生物個體生長、發育、代謝的影響,促進人類對生命現象本質的理解,研究空間輻射生物學和亞磁生物學效應與機制,探索建立應用型受控生命生態系統,為航天員在軌輻射損傷評估、防護提供科學依據。

  生物技術實驗櫃以組織、細胞和生化分子等不同層次多類別生物樣品為對象,將開展細胞組織培養、空間蛋白質結晶與分析、蛋白與核酸共起源和空間生物力學等實驗,探索微重力環境下細胞生長和分化規律和機制,為人類健康、生殖發育提供理論基礎;探索重力效應對生命起源和進化影響;在高效蛋白質/多肽藥物、納米晶骨骼生物技術等方面取得突破性發現,對指導組織工程、生物醫藥的研究和應用發揮重要作用。


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