夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是我國(guó)空間站的第三個(gè)艙段，也是第二個(gè)科學(xué)實(shí)驗(yàn)艙，可以支持空間站開展更大規(guī)模的空間研究實(shí)驗(yàn)和新技術(shù)試驗(yàn)。和空間站首個(gè)實(shí)驗(yàn)艙段問天艙相比，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙有何特殊之處?未來可以開展哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)?夢(mèng)天艙有一項(xiàng)獨(dú)門絕技，那就是可以在空間站發(fā)衛(wèi)星，這項(xiàng)絕技是如何練成的?夢(mèng)天艙又為何被稱作天宮“夢(mèng)工廠”?我們來一問到底。
夢(mèng)天艙長(zhǎng)啥樣 和問天艙有何異同?
先來看看夢(mèng)天艙究竟長(zhǎng)啥樣，和問天艙有何相同和不同之處呢?
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙是中國(guó)空間站三大艙段中的最后一個(gè)艙段，它的長(zhǎng)是17.88米，最大直徑是4.2米，重量約23噸。作為中國(guó)空間站的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙段，它的大小、直徑、重量與問天實(shí)驗(yàn)艙相當(dāng)。
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙主要由四部分組成，分別是工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙，還有資源艙。
由于夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的定位是航天員工作的地方，因此，與問天實(shí)驗(yàn)艙最大的不同，就是這里沒有睡眠區(qū)和衛(wèi)生區(qū)。艙內(nèi)左右兩邊各有一排柜子，這些就是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的科學(xué)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜。包括超冷原子物理實(shí)驗(yàn)柜、高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)柜、高溫材料科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、流體物理實(shí)驗(yàn)柜、兩相系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)柜、燃燒科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜、在線維修裝調(diào)操作柜等等。未來，航天員或者載荷專家會(huì)在這里開展一系列的科學(xué)實(shí)驗(yàn)。
再往前，過了眼前這道門，就將通往夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的貨物氣閘艙和載荷艙�？吹竭@里，您可能會(huì)有疑問，為什么工作艙艙門是與兩個(gè)艙相連呢?這兩個(gè)部分最特別的地方，就在于它們采用了“雙艙嵌套”方式，也就是在載荷艙內(nèi)部，包含了貨物氣閘艙。
接下來，再后面，就是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的資源艙。這里有發(fā)動(dòng)機(jī)、推進(jìn)劑，主要為夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙提供動(dòng)力。資源艙后端的這對(duì)“翅膀”，是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的大型柔性太陽翼，制造材料與核心艙、問天艙的太陽翼相同，面積也和問天艙太陽翼一致，展開后單側(cè)太陽翼長(zhǎng)約23米，面積約138平方米。
四艙組合——夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的獨(dú)特構(gòu)成
不設(shè)睡眠區(qū)、衛(wèi)生區(qū)，夢(mèng)天艙可以說是中國(guó)空間站的專職工作室，而且它還是唯一一個(gè)采用了四艙組合的空間站艙體。那與問天艙的三艙組合體相比，夢(mèng)天多了哪個(gè)艙?又為何要采取獨(dú)特的“艙中艙”設(shè)計(jì)呢?
從外觀上看，夢(mèng)天和問天兩個(gè)實(shí)驗(yàn)艙“長(zhǎng)得很像”，在工作艙與資源艙中間艙段部分，問天實(shí)驗(yàn)艙還有一個(gè)方形艙段，這是為航天員出艙設(shè)計(jì)的氣閘艙。而在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的相同位置，則是一個(gè)圓柱形艙體，這是夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙上最獨(dú)特的設(shè)計(jì)“艙中艙”。
中國(guó)航天科技集團(tuán)八院主任設(shè)計(jì)師 樊萍：
我們夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙在發(fā)射入軌的時(shí)候，大家都只能看見三艙，實(shí)際上它是一個(gè)“艙中艙”的結(jié)構(gòu)，我們有一個(gè)貨物氣閘艙是隱藏在載荷艙里面的，我們也把它形象地稱為一個(gè)“套娃”。
在太空做“套娃”其實(shí)就是將氣閘艙與載荷艙相結(jié)合，這個(gè)巧妙的設(shè)計(jì)能進(jìn)一步提升整艙剛度，起到有效承載。
夢(mèng)天氣閘艙有何特殊作用?
同為空間站的實(shí)驗(yàn)艙，夢(mèng)天艙與問天艙全都配備有氣閘艙。但是和問天艙不同的是，夢(mèng)天艙的氣閘艙并不是用來負(fù)責(zé)航天員進(jìn)出的。那它的作用又是什么呢?
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙，是一個(gè)專供貨物進(jìn)出的重要樞紐。更形象地來說，如果將問天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙比作“國(guó)際機(jī)場(chǎng)”，那么夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的氣閘艙就像是一座“國(guó)際貨運(yùn)港口”，承擔(dān)著空間站貨物、載荷等進(jìn)出艙的任務(wù)。
如何實(shí)現(xiàn)載荷自動(dòng)進(jìn)出艙，主要是靠載荷艙上的自動(dòng)門和轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)。自動(dòng)門可以通過多次的開關(guān)，打通和關(guān)閉夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與太空的通道。再由貨物氣閘艙上面配備的一套載荷轉(zhuǎn)移機(jī)構(gòu)，將載荷送出與回收，完成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更替。
搭載更多實(shí)驗(yàn)柜 夢(mèng)天艙將開展哪些科學(xué)實(shí)驗(yàn)?
作為我國(guó)空間站的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)艙段，以及空間站專職工作室，夢(mèng)天艙最主要的任務(wù)當(dāng)然是開展科學(xué)實(shí)驗(yàn)。因此它也被稱作天宮“夢(mèng)工廠”。那夢(mèng)天艙究竟搭載了哪些實(shí)驗(yàn)設(shè)備?又將開展哪些特殊的太空實(shí)驗(yàn)?zāi)?
中國(guó)科學(xué)院空間應(yīng)用中心研究員 集成技術(shù)中心副主任 張璐：
我們整個(gè)夢(mèng)天艙的規(guī)模要大得多，包括流體、兩相、燃燒這么一大塊一個(gè)領(lǐng)域，然后基礎(chǔ)物理材料科學(xué)，還有公共支持等等7種8個(gè)實(shí)驗(yàn)柜，因?yàn)楣褡訒?huì)比較多，所以它能夠開展的實(shí)驗(yàn)類型和種類也會(huì)比原來的前面兩艙要更多一些、更廣一些。
據(jù)介紹，科學(xué)實(shí)驗(yàn)柜高約1.8米，寬約1.1米，每個(gè)實(shí)驗(yàn)柜都相當(dāng)于一個(gè)小型的太空實(shí)驗(yàn)室，可以支持一個(gè)或多個(gè)方向的空間科學(xué)與應(yīng)用研究。
此外，在夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，還配備有占據(jù)了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)柜的高精度時(shí)頻實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它通過不同特性原子鐘組合，在空間站構(gòu)建超高精度時(shí)間頻率產(chǎn)生和運(yùn)行系統(tǒng)，可以支持相對(duì)論、引力物理等基礎(chǔ)前沿研究及全球重力位測(cè)量等應(yīng)用研究。
空間站上發(fā)衛(wèi)星 夢(mèng)天艙是如何做到的?
專家告訴我們，夢(mèng)天艙還有一項(xiàng)獨(dú)門絕技，就是可以將微小飛行器送入太空，也就是說它可以在空間站上發(fā)衛(wèi)星。這又是如何做到的呢?
夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙配置的微小飛行器在軌釋放機(jī)構(gòu)，能夠滿足百公斤級(jí)微小飛行器或者多個(gè)規(guī)格立方星的在軌釋放需求，解決微衛(wèi)星和立方星低成本進(jìn)入太空的問題，進(jìn)一步增強(qiáng)了空間站的綜合應(yīng)用效益。
中國(guó)航天科技集團(tuán)八院主任設(shè)計(jì)師 樊萍：
在軌發(fā)射衛(wèi)星，其實(shí)它的前部分的流程就跟我們載荷出艙的流程是一樣的。比較特別的是我們把小衛(wèi)星裝在微小衛(wèi)星釋放機(jī)構(gòu)里面，把它當(dāng)做整體，好比一個(gè)載荷送出艙，然后機(jī)械臂把整個(gè)的釋放機(jī)構(gòu)抓在對(duì)準(zhǔn)想要發(fā)射的方向，有個(gè)彈簧機(jī)構(gòu)就可以把衛(wèi)星彈射出去。
這是中國(guó)空間站首次搭載微小飛行器在軌釋放機(jī)構(gòu)，相較于現(xiàn)在的火箭發(fā)射微小衛(wèi)星，從空間站釋放微小衛(wèi)星不僅經(jīng)濟(jì)性更好，還可以實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星的快速入軌。
獲取更多陽光 太陽翼如何成為太空向日葵?
隨著夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙的到來，中國(guó)空間站將開展更多的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，空間站載荷供電需求也成倍增加。因此就需要兩大實(shí)驗(yàn)艙的太陽能帆板能夠隨時(shí)朝向太陽，獲得最多的光照。太陽翼如何能化身太空向日葵，永遠(yuǎn)向著太陽呢?
為了讓柔性太陽電池翼在長(zhǎng)達(dá)10年以上的太空工作期間，能量供給始終保持最佳狀態(tài)，對(duì)日定向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)揮著重要作用。它可以帶動(dòng)太陽翼轉(zhuǎn)動(dòng)，從而確保太陽翼像“向日葵”一樣，始終正面朝向太陽。
年內(nèi)還將實(shí)施天舟五號(hào)和神舟十五號(hào)發(fā)射
太空浩瀚，征程漫漫，中國(guó)航天人奮楫星海的腳步從未停歇。夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙后續(xù)實(shí)現(xiàn)交會(huì)對(duì)接和轉(zhuǎn)位后，我國(guó)空間站就將完成“T”字基本構(gòu)型在軌組裝。年內(nèi)，還將實(shí)施天舟五號(hào)貨運(yùn)飛船和神舟十五號(hào)載人飛船發(fā)射任務(wù)。其中，神舟十五號(hào)載人飛船飛行乘組也是由3名航天員組成，這3名航天員將在軌和神舟十四號(hào)的航天員完成輪換以后，在軌工作和生活6個(gè)月。
從仰望星空到遨游蒼穹，中國(guó)人在逐夢(mèng)九天的路上，奮力前行，中華民族的飛天之夢(mèng)也將飛得更高更遠(yuǎn)。
