【晒晒咱的国之重器35】问天实验舱：探索太空奥妙的“全能型”实验室
2022年7月24日，中国人的太空家园首次在有航天员在轨驻留的状态下迎来航天器的到访。
那天，中国空间站问天实验舱“搭乘”长征五号B遥三运载火箭一飞冲天，准确进入预定轨道。随后成功对接于天和核心舱组合体前向端口。
这可是一个发射重量达到23吨的“大家伙”。“这块头和分量，相当于北京地铁13号线列车的一节车厢。”航天科技集团五院问天实验舱总体系统主任设计师张峤为它精准画像。
的确，它是全世界现役在轨最重的单舱主动飞行器。包括工作舱、气闸舱和资源舱三大舱段，总长17.9米，直径4.2米。
可别看它块头大，这个“大家伙”可是一位集平台功能与试验载荷功能于一身的灵动的“全能型”选手。
论平台功能，问天实验舱与天和核心舱互为备份，关键平台功能一致，可以完全覆盖空间站组合体工作要求。张峤说：“这就好比天和核心舱‘想休息’了，问天实验舱能立刻顶上，‘带你一起飞’！”
论试验载荷功能，问天实验舱装载了多个实验机柜与舱外载荷适配器，把一个个大型科学实验室搬到了太空。由于空间站能够提供长期的微重力、辐射等特殊研究环境，科学家或将发现在地球上被重力掩盖的物质本质规律。而且有“快递小哥”天舟货运飞船在天地间往返运输，以后，中国人能在太空开展大规模空间科学实验了！
但太空中的科学实验室可真不一般。作为中国空间站第二舱段的首个科学实验舱，问天实验舱内有多个宽约1米、高1.8米、深0.8米的科学实验柜，包括生命生态实验柜、生物技术实验柜、变重力科学实验柜，还有科学手套箱、低温存储柜等。
每一个科学实验柜就是一个综合实验室。“就相当于把地面上数十平方米实验室的实验设备高度集成到一个2立方米的实验柜空间里。”载人航天工程空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用中心集成技术中心主任王珂说。
“未来，问天实验舱将以生命科学和生物技术研究为主，在空间生命科学与生物技术、微重力物理科学、空间材料科学、空间新技术与应用试验等领域开展研究，探索未知。”载人航天工程空间应用系统副总设计师、中国科学院空间应用中心研究员吕从民告诉记者。
问天实验舱里还有一个“更衣间”，在外方内圆、空间大且性能优越的气闸舱。有了它，航天员在作出舱准备和舱外返回时将更加从容、舒展。未来，这里将成为整个空间站系统的主要出舱通道。
与天和核心舱相似，问天实验舱外也搭载了一个机械臂。这个机械臂小巧且精度高，方便进行精细操作，它还可以与核心舱大机械臂形成组合臂，开展更多舱外操作。
“届时，组合臂能够在空间站的天和、问天、梦天三舱组合体之间爬行，‘机甲战士’控制的舱外范围更大了。”张峤透露，未来10年，在空间站搭载的科学实验载荷将通过机械臂精准投送到对应的标准载荷接口位置，这样，就实现了“即插即用，不再需要航天员出舱进行人工操作”。
“全能型”的问天实验舱还有一个新使命——“太空新教室”，新的太空授课将在这里进行。
按照任务时间表，中国空间站的另一个20吨级的航天器——梦天实验舱将在今年10月择机发射。到那时，天和核心舱、问天实验舱、梦天实验舱三舱将形成“T”字基本构型，中国空间站在轨建造将最终完成。
更加令人期待的是，今年年底神舟十四号、十五号航天员乘组的首次“太空会师”。那一刻，属于中国人的温馨舒适、安全高效、前沿尖端的太空家园将带给我们更多振奋与感动。
(本报记者 张亚雄)