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【2022年7月号外篇：问天实验舱发射成功】
一、素材新闻事实
1.问天实验舱发射任务取得圆满成功
人民网北京7月24日电 （记者赵竹青）据中国载人航天工程办公室消息，北京时间2022年7月24日14时22分，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭，在我国文昌航天发射场准时点火发射，约495秒后，问天实验舱与火箭成功分离并进入预定轨道，发射取得圆满成功。
这是我国载人航天工程立项实施以来的第24次飞行任务，发射的问天实验舱是中国空间站第二个舱段，也是首个科学实验舱。问天实验舱由工作舱、气闸舱和资源舱组成，起飞重量约23吨，主要用于支持航天员驻留、出舱活动和开展空间科学实验，同时可作为天和核心舱的备份，对空间站进行管理。
后续，问天实验舱将按照预定程序与核心舱组合体进行交会对接，神舟十四号航天员乘组将进
入问天实验舱开展工作。
执行此次发射任务的运载火箭及问天实验舱，分别由中国航天科技集团有限公司所属的中国运载火箭技术研究院和中国空间技术研究院抓总研制。
2.问天实验舱与天和核心舱组合体在轨完成交会对接
人民网北京7月25日电 （记者赵竹青）据中国载人航天工程办公室消息，问天实验舱入轨后，顺利完成状态设置，于北京时间2022年7月25日3时13分，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。这是我国两个20吨级航天器首次在轨实现交会对接，也是空间站有航天员在轨驻留期间首次进行空间交会对接。
按任务计划，神舟十四号航天员乘组随后将进入问天实验舱。
3.神舟十四号航天员乘组顺利进入问天实验舱
人民网北京7月25日电 （记者赵竹青）据中国载人航天工程办公室消息，神舟十四号航天员乘组于2022年7月25日10时03分成功开启问天实验舱舱门，顺利进入问天实验舱。这是中国
航天员首次在轨进入科学实验舱。后续，将按计划开展组合体姿态融合控制、小机械臂爬行和大小臂组合测试等在轨工作，并利用问天舱气闸舱和小机械臂进行航天员出舱活动。
【以上三则新闻素材适用核心词：国家情怀 自豪感】
4.解析问天实验舱的“独门神器”
2022年7月24日下午，随着长征五号B遥三运载火箭冲上云霄，我国空间站建造阶段首个实验舱，也是我国迄今为止发射的最重航天器——约23吨的问天实验舱发射升空。
问天实验舱舱体总长17.9米，直径4.2米，比天和核心舱更“强”更“壮”；还拥有三个“独门神器”：航天员专用的出舱区——气闸舱；操作更灵巧、精细的小机械臂；可以为整个空间站收集能量的柔性太阳翼。
气闸舱：航天员的专用出舱区
空间站任务开启后，我国航天员已经进行了多次出舱活动，天和核心舱上的出舱口名为“节点舱”，兼具航天器对接与停泊及航天员出舱多项功能，舱内设备、管路和电缆较多。问天实验舱升空后，航天员今后出舱活动就有了一个专用出舱区——气闸舱。
据航天科技集团五院空间站系统总体主任设计师张昊介绍，气闸舱是一个内圆外方的舱体，具有舱容更大、舱门更宽、舱内更整洁等特点。未来，气闸舱将成为整个空间站系统的主要出舱通道。
航天员在节点舱的出舱活动空间大概是七八个立方米，气闸舱可以达到十二三个立方米；气闸舱比节点舱更加整洁，舱内只配置了与出舱相关的设备，没有其他管路电缆的羁绊；舱门直径达1米，比节点舱舱门直径大15厘米。
“航天员从这里进进出出，可以更舒展、更从容，还能携带大个头的设备出舱工作，出舱能力大大提升。”张昊说。
问天实验舱共有22个标准载荷接口。未来十年，在空间站搭载的科学实验载荷，可以通过机械臂精准“投送”到自己对应的标准载荷接口位置，“即插即用”，可以不需要航天员出舱进行人工操作。
小机械臂：“短小精悍”，可独立完成舱外照料
与天和核心舱一样，问天实验舱也搭载了一个机械臂。相比于核心舱配备的展开长度达10米
、最大承载质量25吨的大机械臂，问天实验舱的机械臂要显得更“短小精悍”。
张昊介绍，大机械臂手臂够长，转移范围更大，作业半径近10米；力气够大，简直是一个“大力士”，可以抓住并转移一个完整的航天器。
相比之下，问天实验舱的小机械臂长度约5米，承载能力为3吨，但这个“小手”的设计目的就是抓握中小型设备，进行更为精细化的操作。
比如，它可以在不需要航天员出舱的情况下，独立完成舱外载荷的安装、更换等照料操作，可以有效节省航天员在轨工作负荷。
大小机械臂还可以组合使用，组成约15米长的组合臂，开展更多的舱外操作。“我们可以将大小机械臂视为人的两只手，互相交接东西，协作使用；也可以将两只手臂攥在一起，形成一个更长的机械臂，可以进行覆盖整个空间站表面的一些操作和爬行需求。”张昊说。
柔性太阳翼：是目前国内最长最大的一个
问天实验舱所携带的太阳翼，是目前国内最长最大的柔性太阳翼，刷新了我国航天器在轨使用太阳帆板的纪录。
据张昊介绍，问天实验舱太阳翼单翼展开阵面加上一些安装结构，长度接近28米，两个太阳翼全部展开将近56米，比空间站三个舱组合在一起的舱体尺寸还要大，且一个太阳翼阵面面积可达100多平方米，将有效收集更多的太阳能，为空间站运行提供充足的能源。
“这么大的太阳翼单翼发电功率9千瓦，双翼可达18千瓦，日平均发电量超过430度。与核心舱交会对接完成后，可以满足整个空间站的用电需求。”张昊说。
问天实验舱的太阳翼面积大、柔性也大。航天科技集团五院问天实验舱GNC分系统副主任设计师宋晓光说，这个太阳翼只比衣服硬一点，而且采用了双轴控制，在舱体姿态不做调整的情况下，就能随时调整朝向。
空间站在轨建造完成后，天和核心舱的一个太阳帆板将转移到问天实验舱资源舱的尾部，届时，问天实验舱将成为名副其实的“主发电站”，为组合体源源不断地供电送能。
5.六大看点 认识问天实验舱
2022年7月24日14时22分，长征五号B遥三运载火箭在文昌航天发射场成功将我国空间站问天实验舱精准送入预定轨道，发射任务取得圆满成功，我国空间站首个实验舱将实施在轨组
装建造计划。
记者从中国航天科技集团八院(简称“航天八院”)获悉，此次航天八院承担了问天实验舱电源分系统、对接与转位机构分系统、测控通信子系统、资源舱结构与总装及电缆网研制等任务。
看点1:国内最大的单体航天器
问天实验舱全长17.9米，发射质量23吨，由工作舱、气闸舱及资源舱三部分组成。据了解，问天实验舱配置了与核心舱一样的航天员生活设施，将来可以与核心舱一起，接受两艘载人飞船轮换期间6名航天员的生活。
空间站建成后，问天实验舱的气闸舱将作为航天员进行舱外作业的主要出舱口；同时，问天实验舱还具备对空间站组合体的管理和控制功能，也就是说在核心舱平台功能出现故障的前提下，可以接管对空间站组合体的操作，从而从整体上提高空间站的可靠性。
与天和核心舱相比，问天实验舱更重、更大，具备更强的超万瓦级的供电能力、千兆级的信息传输能力，是国内迄今为止发射的最大的单体航天器。
作为航天员未来在空间站内进行空间生命科学研究的主要基地，问天实验舱的工作舱也更为宽敞，舱内配置了多台科学实验柜，推动我国在生命生态、生物技术和变重力科学等科技领域的相关研究。
看点2:2.0版柔性翼，刷新国内太阳翼最大面积纪录
随着更多科学实验任务的开展，空间站载荷供电需求也成倍增加。因此，问天实验舱配置了目前国内研制的最大面积可展收柔性太阳翼，单翼全展开状态下长达27米，面积可达138平方米，不管是展开面积还是供电能力，全新升级后的“翅膀”都达到了天和核心舱太阳翼的两倍之多，双翼超万瓦级的供电让空间站基本实现了“用电无忧”。
据介绍，除了“新面貌”令人惊艳，问天实验舱太阳翼还将以全新的“出场方式”亮相。为了避免问天实验舱与空间站组合体交会对接时产生的碰撞会对“全部张开的翅膀”带来冲击损伤，此次太阳翼的展开将分“两步走”，共七个步骤进行，期间还会有一次“中场休息”，全程历时80分钟。
展开、锁紧、再展开、再锁紧，凭借其“高可靠可重复展收”的硬核技术，问天实验舱太阳翼在太空中收放自如、“刚柔并济”，时刻确保“电力在线”。
本次大型柔性太阳翼并不是我国该类产品的首次亮相， 2021年4月29日成功发射的空间站天和核心舱应用了我国首型大型柔性太阳电池翼，展开面积达67平方米，相当于一个标准单打羽毛球场的大小。时隔一年多，此次柔性太阳电池翼其功率高达18千瓦，是名副其实的plus版，4个这样的太阳电池翼就能提供空间站建成后“天和+问天+梦天”三舱组合体80%的能量。
看点3:全天候追踪太阳，首次验证双自由度对日定向
受太阳入射角和空间站飞行姿态的影响，太阳翼的发电效率会因时段不同、姿态不同而产生相应变化。
为了让“柔性翅膀”24小时不间断追踪太阳，保持最高状态的发电效率为空间站保障用电。问天实验舱首次采用太阳翼双自由度同时转动，确保每一缕阳光都垂直照射在太阳翼上。
记者了解到，为了实现这一技术，航天八院自主研制出我国目前设计规模最大、连续工作寿命最长、传输功率最大的大型回转运动类空间机构产品——对日定向装置，有了它的加持，空间站将实时捕捉每一道阳光，保证空间站源源不断的能量供给。
看点4:最大吨位航天器对接
问天实验舱入轨后，将与空间站组合体实施轴向交会对接，两个大块头之间的“太空之吻”将亮相太空。
23吨的问天实验舱与40多吨的空间站组合体，将是我国目前最大吨位的两个航天器之间的交会对接，也是我国空间站第一次在有人的状态下进行交会对接。
如此大场面，“身经百战”的对接机构依然可以驾轻就熟。由于设计先进、安全可靠，对接机构完全可以适应未来空间站建造8吨至180吨间的各种吨位以及各种方式的对接。对接完成后，我国空间站以庞大的身躯继续在轨飞行，“养精蓄锐”迎接下一次的大动作。
看点5:国际上首次平面转位动作，上演“太空泊车”
在轨期间，问天实验舱将完成我国首次在轨大惯量转位动作，即通过平面转位90度，让原本对接在节点舱前向对接口的问天实验舱转向节点舱的侧向停泊口并再次对接，从而腾出核心舱的前向对接口，为梦天实验舱的到访做好充分准备。
据介绍，这将是我国首次航天器在轨转位试验，也是国际上首次以平面式转位方案进行航天器转位的探索尝试。转位过程中，问天实验舱将通过安装在舱体上的“纤细”转臂与核心舱上
的转位基座，以及对接机构的密切配合，上演一场惊心动魄的“太空泊车”。
看点6:身兼多职，打造多功能“太空资源仓库”
外壁两侧挂着600公斤重的太阳翼、“头”顶着近1吨的对日定向装置与桁架组件、“肚中”还装着2吨重的推进燃料储箱……这个承担着多重使命的“重要成员”就是位于问天实验舱最顶端的资源舱。