梦天实验舱,又称为梦天舱,是中国空间站“天宫”的组成部分,由中国航天科技集团上海航天技术研究院抓总研制。[22]梦天实验舱由工作舱、货物气闸舱、载荷舱、资源舱四个舱段组成,[21]用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理,货物气闸舱可支持货物自动进出舱,为舱内外科学实验提供支持。[18]

2022年10月31日,长征五号B遥四运载火箭成功发射,梦天实验舱与火箭分离并进入预定轨道。[17]11月1日,梦天实验舱成功对接于天和核心舱前向端口。[24]11月3日,梦天实验舱完成转位,中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成。[25]同日,神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。[26]

中文名

梦天实验舱

别称

梦天舱

功能

主要用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理,货物气闸舱可支持货物自动进出舱,为舱内外科学实验提供支持

设计在轨寿命

不小于10年

轴向长

17.88米

结构最大外径

4.2米

发射质量

约23吨

直径

4.2米

发射时间

2022-10-31

发射进度

截至2019年4月24日,问天舱和梦天舱完成了初样舱体结构生产,正在开展总装工作。[1]

截至2020年5月5日,为中国载人空间站工程研制的长征五号B运载火箭,搭载新一代载人飞船试验船和柔性充气式货物返回舱试验舱,在文昌航天发射场点火升空将载荷组合体成功送入预定轨道,首飞任务取得圆满成功,实现空间站阶段飞行任务首战告捷,拉开中国载人航天工程“第三步”任务序幕。中国空间站核心舱已完成正样产品总装,问天实验舱和梦天实验舱正在开展初样研制。[19][27]

2022年6月4日,在神舟十四号载人飞行任务新闻发布会上,中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强介绍,神舟十四号载人飞行任务主要目的为:配合问天实验舱、梦天实验舱与核心舱的交会对接和转位,完成中国空间站在轨组装建造。[28]

2022年7月12日,据中国航天科技集团消息,中国载人航天工程空间站建造任务稳步推进,其中,问天实验舱计划7月发射,梦天实验舱在天津顺利完成正样热试验。按照真空热试验大纲的要求,梦天实验舱依次完成了全部工况试验,并在试验过程中穿插开展了密封舱内有害气体采集测试和噪声测试。整个试验过程中,梦天实验舱舱上设备和地面试验设备均工作正常。[2][3]

梦天实验舱运往文昌航天发射场

2022年8月9日,据中国载人航天工程办公室消息,中国空间站第2个实验舱段--梦天实验舱已完成出厂前所有研制工作,已运抵文昌航天发射场。发射场设施设备状态良好,参试各系统有序开展各项任务准备。[4][30]

2022年9月3日,据中国载人航天工程办公室消息,执行梦天实验舱发射任务的长征五号B遥四运载火箭已完成出厂前所有研制工作,安全运抵文昌航天发射场。之后,长征五号B遥四运载火箭将与先期已运抵的梦天实验舱一起按计划开展发射场区总装和测试工作。[5]

2022年10月9日,空间站梦天实验舱按计划完成了推进剂加注。[7]

三舱呈现“T”字构型

10月23日,据人民网消息,中国航天科技集团有限公司党组书记、董事长吴燕生称,空间站已于9月底完成了问天舱转位,等待梦天实验舱和它交会对接。在地面,空间站T字构型的最后一个舱段——梦天实验舱已经完成了推进剂加注以及与运载火箭的对接,用于发射的长征五号B运载火箭各项准备工作正常。[31]10月底就具备发射梦天实验舱实施交会对接的条件。[9]

2022年10月25日,梦天实验舱与长征五号B遥四运载火箭组合体已转运至发射区。后续将按计划开展发射前各项功能检查和联合测试等工作,计划于近日择机实施发射。[11]

2022年10月29日,中国空间站梦天实验舱任务组织发射前系统间全区合练,各系统状态良好。[10]

中国空间站梦天实验舱发射升空

2022年10月31日15时37分,搭载空间站梦天实验舱的长征五号B遥四运载火箭,在中国文昌航天发射场点火发射,梦天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。后续,梦天实验舱将按照预定程序与空间站组合体交会对接。完成有关功能测试后,梦天实验舱将按计划实施转位。神舟十四号航天员乘组已做好迎接梦天实验舱来访的准备。[17][29]

北京时间2022年11月1日4时27分,空间站梦天实验舱发射入轨后,成功对接于天和核心舱前向端口,整个交会对接过程历时约13小时。[23]

北京时间2022年11月3日9时32分,空间站梦天实验舱顺利完成转位,标志着中国空间站“T”字基本构型在轨组装完成,向着建成空间站的目标迈出了关键一步。按计划,后续将开展空间站组合体基础功能测试。[25]15时12分,神舟十四号航天员乘组顺利进入梦天实验舱。[26]

神舟十四号航天员进入梦天实验舱

总体配置

梦天实验舱是航天员工作的地方,因此没有配置类似“天和”“问天”舱的再生式生命保障系统及睡眠区、卫生区,但配置有航天员的锻炼设备抗阻锻炼设备,类似健身房的划船机。[21][37]

梦天实验舱四舱段示意图

梦天实验舱由四个舱段组成,采用了独特的“套娃”设计。工作舱在最前端,通过对接机构与核心舱相连,主要是航天员舱内工作与锻炼的地方,也是舱内科学试验机柜安装的地方。载荷舱与货物气闸舱则是以“双舱嵌套”的形式与工作舱相连,也就是说,在载荷舱的内部,隐藏着一个货物气闸舱,主打货物出舱专用通道。最后端的是资源舱,也是对日定向装置和柔性太阳翼等安装的地方。[38][21]

作为“工作室”,梦天实验舱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试验项目,堪称天宫“梦工场”。同时,为了最大化实现舱外试验支持能力,梦天舱舱外配置有37个载荷安装工位,可为各类科学实验载荷提供机、电、热、信息方面的能力支持,确保它们在太空环境下开展各类实验。特别是载荷舱上配置有两块可在轨展开的暴露载荷实验平台,进一步增强了空间站的载荷支持能力。[21]

研究方向

梦天实验舱主要面向微重力科学研究,配置了流体物理、材料科学、燃烧科学、基础物理以及航天技术试验等多学科方向的实验柜,支持开展重力掩盖下的多相流与相变传热、基础燃烧过程、材料凝固机理等物质本质规律研究以及超冷原子物理等前沿实验研究。[34]

科学实验柜

为了支持这些项目,梦天实验舱配置了超冷原子物理实验柜、高精度时频实验柜、高温材料科学实验柜、两相系统实验柜、流体物理实验柜、燃烧科学实验柜,还有在线维修装调柜等8个全新研制的实验柜。[35][36]

性能参数

性能

参数

设计在轨寿命

不小于10年[32]

轴向长

17.88米[12]

结构最大外径

4.2米[12]

发射质量

约23吨[12]

暴露载荷安装工位

37个[12]
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空间站总方案

中国空间站示意图

中国空间站命名为“天宫”,通过交会对接和转位组装构成空间站本体,设计寿命10年,可通过维护维修进一步延长,额定乘员3人,乘组轮换期间短期可达6人。[1]

中国空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ,每个舱段规模20吨级,空间站在轨运行期间,神舟载人飞船提供乘员运输,天舟货运飞船提供补给支持。[1][40]

中国空间站基本构造示意图

天和舱用于空间站的统一管理和控制以及航天员生活,有3个对接口和2个停泊口。停泊口用于问天舱、梦天舱与天和舱组装形成空间站组合体;对接口用于神舟飞船、天舟飞船及其他飞行器访问空间站。[1][41]

问天舱具有空间站组合体统一管理和控制能力,可与核心舱进行交会对接、转位和停泊,支持航天员在轨驻留,提供专用气闸舱,支持开展密封舱内、舱外科学实验和技术试验。[42]

梦天舱是中国空间站第三个舱段,也是第二个科学实验舱,由工作舱、载荷舱、货物气闸舱和资源舱组成,主要用于开展空间科学与应用实验,参与空间站组合体管理,货物气闸舱可支持货物自动进出舱,为舱内外科学实验提供支持。[18]

中国空间站于2022年前后完成建造,共规划12次飞行任务。长征五号B运载火箭首飞成功,标志着空间站工程建设进入实质阶段。该次任务后,先后发射天和核心舱、问天实验舱和梦天实验舱,进行空间站基本构型的在轨组装建造;期间,规划发射4艘神舟载人飞船和4艘天舟货运飞船,进行航天员乘组轮换和货物补给。[27]