央视网消息(焦点访谈):记者在北京航天飞行控制中心的大屏幕上看到,陈冬、刘洋、蔡旭哲三名航天员正在忙,可能有细心的观众看出来,他们工作的环境跟以前不太一样,他们现在的位置是今天凌晨才刚刚和天和核心舱成功对接的问天实验舱,此刻,正在安装无线发射装置。从昨天下午的成功发射,到今天的完美对接,问天实验舱的到来,不仅为航天员们提供了更大的在轨工作、生活空间,也标志着中国空间站和国家太空实验室的建设向前迈出了关键一步。

7月25日上午3点左右,搭乘长征5B火箭顺利升空的中国空间站问天实验舱经过13个小时的在轨飞行后,追上了天和核心舱组合体。

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以往,中国航天员进入太空都是“舱等人”,航天器在轨等待航天员的到访。问天舱此次入轨对接,是中国航天员第一次在太空经历“人等舱”,而且等来的还是质量超过20吨的大家伙,对接难度前所未有。

另一个让大家比较紧张的因素,来自问天舱的太阳翼。与核心舱一样,问天舱的太阳翼也是由我国自行研制的柔性材料制成。为了保证空间站建成后有足够的能源供应,问天舱自带的太阳翼全部展开后长达55米,相当于20层楼的高度。

航天科技集团五院空间站系统GNC分系统副主任设计师张军说:“会晃,交会对接精度和稳定度要求比较高,一旦全部展开震动非常大,会把指标破坏了,所以说在入轨的时候,第一次是处在半展开的状态,形成组合体之后做一个二次展开。”

航天科技集团五院空间站系统技术实验分系统主任设计师李喆说:“问天舱大概是不到18米,相比核心舱从长度上来讲稍微长点,跟核心舱形成组合体,活动空间从一个大开间变成两个大开间。”

从外形上看,问天实验舱与天和核心舱明显不同。“问天”“天和”成功“牵手”后七个小时,三名航天员进入了问天实验舱。问天舱主要分为三个部分:工作舱、气闸舱和资源舱。航天员可以进入的空间主要是圆柱体结构的工作舱和旁边的气闸舱。空间最大的工作舱,听名字是航天员们工作的地方,但其实也是他们在太空的第二个休息区。

李喆说:“有三个睡眠区,只不过是竖着的,但是在轨是没有横竖概念的,所以对航天员在轨使用来说效果是一样的。也有一个卫生区,跟核心舱是一比一备份的。”

那么,气闸舱又有什么作用呢?在此之前,神舟十二号和神舟十三号两个飞行乘组的航天员在出舱时,都是从天和核心舱的节点舱进出,但这里并不是今后航天员们出入空间站的主要通道。问天舱发射后,这个气闸舱将承担这一功能。

航天科技集团五院空间站总体研究室主任王为说:“因为节点舱是空间站的枢纽,万一出现了故障,没办法密封了,整个空间站的连通性就全部被破坏了。所以一开始在问天实验舱上就设计了专用的出舱口,一旦‘问天’对上以后,主要就从这个专用出舱口出舱,今后用核心舱节点舱来做出舱口就能起备份的作用了。”

让不同功能实现“备份”,是航天工程保证系统的安全性和可靠性最重要的手段。问天舱的升空除了给航天员们的生活工作提供更多支持和备份以外,更重要的是,它与天和核心舱一样,在飞行控制、载人环境、能源管理、信息管理等方面具有完备的功能。如果说核心舱是中国空间站的最强大脑,问天实验舱就是时刻可以接班的“备用大脑”。

王为说:“研制人员比较担心核心舱单舱飞行的阶段,因为它没有备份,就这一个舱,当然现在飞行表现还是非常优异,问天舱上去以后就能起核心舱的备份作用了,所以即使有些风吹草动,我们心里也会更有底,整个可靠性会更高。”

科学实验是问天实验舱升空的主要目的。那么,实验舱里究竟要做哪些研究呢?在中国科学院空间应用工程与技术中心,记者看到了承担国家太空实验室里的各类实验的机柜设计。

中科院空间应用工程与技术中心应用发展中心主任张伟说:“问天舱实际上是真正第一个实验舱,包括生命生态、生物技术、混变重力还有手套箱这四个科学实验柜,问天舱发射成功以后将可以支持开展大量科学实验了。”

这一次,问天实验舱内的四个实验柜,主要开展的都是面向空间生命科学的研究。在生命生态实验柜里,两种植物将是最早开始实验的对象。

中科院上海技物所空间生命科学仪器团队负责人张涛说:“科学的目标是希望在微重力环境条件下,从种子长成幼苗,到长成植株,最后开花结籽,在天上是微重力,可能还有辐射,地面没有这些因素,生长的周期,生长的结果,甚至开花的周期,结籽的情况都会有差异,从过程来说,对科学研究是很有价值的。”

此次升空的水稻,是中国农科院专门培育的一个矮秆水稻品种“小薇”,和传统的水稻相比,它的身型更适合在空间站种植。

中国科学院院士、中国农科院作科所所长钱前说:“它矮小,大概有20公分,最高到30公分,最早是为了理论研究,做出微小的,让大家能在任何地方种。这次渴望它成功,到太空以后就开始生根发芽,逐渐全生命周期都能够实现。”

如果实验结果顺利的话,这一次,在空间站值班的航天员可能还要时不时抽身干点农活,在太空里种上几茬水稻。

中国科学院空间应用工程与技术中心研究员仓怀兴说:“把植物在空间相关规律研究透彻以后,可以进一步培育适合在空间种植生长的粮食作物。未来不管是月球,甚至移民火星,将来到火星去进行粮食作物的种植,都是非常有意义的。”

在问天舱里,仅仅这一个生命生态实验柜,就可以提供五种实验平台,每一个平台里还可以有多种实验对象。

仓怀兴说:“可以开展斑马鱼和金鱼藻,两种生物构成一个非常迷你型的小生态单元研究。还有一个项目,要在上面进行肺细胞的培养实验,有可能在天上辐射会使肺细胞产生变化,最后演变成肿瘤细胞,从细胞层面来说得了癌症了,研究这个也是非常有意义的。”

除了生命科学专用的实验柜以外,此次升空的还有一些提供特殊研究条件的“公共”实验柜,包括变重力科学实验柜和科学手套箱与低温存储柜,他们能够为太空科学实验提供更细致的实验条件。

除了舱内的实验柜以外,在舱外还布置了许多空间暴露平台,供科学家在更开放的宇宙环境下做实验。目前整个空间站已经规划了近千个科学研究项目滚动开展。

王珂说:“在天宫一号的时候,目标飞行器有一个生命科学实验,当时花了好几十公斤的代价,整个任务不到五百公斤,它就占了将近十分之一,只有一个植株。现在放到空间站怎么做呢?只需要把这个植物生长的单元带上去就行了,只几公斤的代价就可以了,光照、环境控制、数据处理,这一系列我们实验柜全部提供,这一个柜就相当于一个领域实验室,一个实验柜可以滚动支持几百项科学实验。”

为了让航天员能够高效完成这些任务,中国空间站在地面搭建了有效载荷运行控制中心,设计太空实验的科学家可以通过空间站下传的视频等信息,实时监看设备调试、实验操作进度,在线为航天员提供指导。

中科院空间应用中心研究员郭丽丽说:“我们叫遥科学,或者叫遥操作,现在用得比较好是通过中继卫星实现上下行网络通行过程,实时地能看到实验的进展情况,可以通过实验的进展情况发现一些现象,及时调整策略、方案或者是参数,获得更好的成果。”

而对“神十四”航天员来说,国家太空实验室建造的任务也还未结束。3个月后,第二个实验舱梦天舱也发射在即。梦天舱到位后,国家太空实验室的科研能力也将再次大幅提升。

张伟说:“我们期待能在太空生出第一只小鼠,太空生命孕育,希望能制备出一大批新材料,解决国家的需求,同时未来空间天文观测,希望在宇宙起源与演化这些重大问题上提出新的发现或者揭示新的规律。”

一个半月前的6月5日,神舟十四号乘组出发时,大家都说这是任务最重的一个乘组,现在看来确实如此。他们在问天实验舱里进行设备安装、设置,整理物资的同时,还要准备迎接十月份即将到来的梦天实验舱。届时,整个空间站将进行前所未有的转位加对接过程,最终形成T字形结构的中国空间站。“神十四”乘组除了对两个实验舱进行装修以外,还有太空授课、出舱活动等任务。

神舟十四号乘组出发时,大家都说这是任务最重的一个乘组,现在看来确实如此。今天凌晨3点半交会对接结束,航天员才休息了4个多小时,8点就开始一天的工作。因为在这间太空新居,有大量状态要设置、测试要展开。舱内的这些货包随后要拆包、设备要安装。这工作安排得满满当当。盼望着盼望着问天小伙伴来了,再过几个月,梦天小伙伴也即将上天,我们共同期待三舱会合的那一天。

关键词： 焦点访谈问天升空探苍穹