“梦天”飞天，“天宫”圆梦

张新龙　董佳莹　钱航

2022年10月31日，中国空间站“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。

3天后，11月3日9时32分，“梦天”实验舱顺利完成转位，这标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成，向建成空间站的目标迈出了关键一步。当日15时12分，神舟十四号航天员乘组顺利进入“梦天”实验舱。

大火箭的3个维度

１力度——“力拔山河”

“问天”实验舱是全世界现役最大、最重的在轨单体航天器，而“梦天”实验舱的起飞质量也超过了23吨。要把这些“大块头”送到距离地球约400千米的近地轨道上的空间站中，这意味着长征五号B运载火箭需要具备极大的推力。长征五号B运载火箭配备了8台120吨级的液氧煤油发动机，最高压强达到500 个大气压，相当于能够把黄浦江的水直接抽到5000米高的青藏高原，可谓是“力拔山河”。

２速度——“一步登天”

我国现役火箭基本都是多级火箭，是先通过下面级火箭点火加速，再通过上面级的火箭调节入轨姿态和入轨精度。这就好比接力赛一样，不同级次的火箭分别承担“起跑、加速跑、冲刺跑、撞线跑”的任务。而长征五号B运载火箭是我国现役运载火箭中唯一一款一级半直接入轨的火箭，从点火到入轨一气呵成，可谓是“一步登天”。

3精度——“移动打靶”

要将“梦天”实验舱准确送到指定的轨道位置上，首先需要为它设计一条飞行弹道，也就是火箭运动的最优路径。然而，设计出这条理想弹道却存在着巨大困难。交会对接任务就像移动打靶，太空中的轨道位置已经确定，但是地球在不停地自转，火箭的位置也在不停地发生变化。

设计师经过严密计算后，给长征五号B 运载火箭设计了一条最理想的飞行路线，燃料消耗最少，入轨精度最高。而长征五号B 运载火箭更是创新运用姿态控制增益优化和复合制导方法，点火发射升空后，不断调整飞行弹道，成功地直奔空间站，实现了高精度的“移动打靶”。

“梦天”实验舱的独特之处

１浑圆的套娃设计

“梦天”实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱4个舱段组成，舱体全长约17.9米，直径4.2米，发射质量约23吨。

作为空间站的两个实验舱，“问天”和“梦天”是一对“孪生兄弟”。它们的最前端均是工作舱，通过对接机构与“天和”核心舱相连，是航天员在太空的主要工作场所；尾端的资源舱是“能源仓库”，安装了两副巨大的太阳翼，可持续旋转、稳定对日，能够为空间站提供充足的能源支持。工作舱与资源舱的中间部分都是气闸舱，但不同之处在于气闸舱的设计。“问天”实验舱呈外方内圆的视觉效果，圆柱形气闸舱外有个方形的外壳——舱外暴露实验平台；而“梦天”实验舱则采用了“舱中舱”的设计，在气闸舱外还套了一个直径更大的舱体——载荷舱，就像俄罗斯套娃一样，这让“梦天”实验舱的体形看起来更加浑圆。

2酷炫的技能

在没有货物气闸舱之前，一般通过航天员“带货出舱”进行舱内外货物的转移、安装。这种方式会受航天员出舱次数、载荷数量与大小的限制。而“梦天”实验舱的货物气闸舱打破了这些限制，将为后续各类的舱外科学实验提供强大的硬件支持。

“梦天”实验舱内的载荷转移机构，可以实现货物自动进出舱，为在轨工作的航天员“减负”。为了满足将来更大尺寸、更大质量的货物进出舱的需求，货物气闸舱上还安装了中国空间站首个方形电动舱门，宽度达1.2米。它不仅是中国空间站首个“自动门”，也是世界首个全自动弧形滑移方舱门。

此外，“梦天”实验舱还可以实现在轨释放微小卫星，能够满足百千克级微小飞行器或者多个规格立方星的在轨释放需求，解决微小卫星和立方星进入太空成本较高的问题。

“梦天”实验舱与“问天”实验舱同样配备了两副单侧长达27米、展开面积近138平方米的“巨型翅膀”——柔性太阳翼。两个实验舱的4副太阳翼，将为我国空间站打造最强劲的能量源泉，让空间站日发电量可达近1000千瓦·时，相当于一个普通家庭近半年的用电量，真正实现“用电无忧”。

3开展神奇实验

在空间站中，“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，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科学实验项目，堪称“天宫梦工场”。

此外，“梦天”实验舱还配置了两個展开式暴露平台和一个固定式暴露平台。两个展开式暴露平台加上对地方向的固定式暴露平台，共可提供37 个舱外标准载荷工位。为了不占用火箭包络，发射时，展开式暴露平台呈收拢状态；当“梦天”实验舱完成对接与转位动作后，平台才会展开。

“建站为应用”，是中国建造空间站的出发点和落脚点。“梦天”实验舱将与空间站其他两舱实现控制、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实验，打造空间技术应用研究“梦工场”，推动中国空间科学研究与应用迈向世界领先水平。

在不到两年的时间内，中国空间站三大舱段（“天和”核心舱、“问天”实验舱、“梦天”实验舱）从文昌航天发射场陆续成功飞向太空。与此同时，多艘货运飞船从文昌航天发射场发射，多个中国航天员乘组从酒泉卫星发射中心载人航天发射场出发前往太空。这些空间站任务轮番接力，将中国人的“太空之家”蓝图一步步化为现实。