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夢天實驗艙 |
別 名 :夢天艙 發射時間 :2022年10月31日15時37分 發射地點 :文昌航天發射場 |
夢天實驗艙(Mengtian Module),即天宮空間站[1]實驗艙II,是中國天宮空間站的組成部分之一,也是中國空間站[2](基本構型)中兩大型在軌實驗艙段的第二個。
夢天實驗艙由工作艙、貨物氣閘艙、載荷艙、資源艙組成,艙體軸向長度17.9 m,最大直徑4.2 m。載荷艙外設置展開式載荷實驗平台,發射後在軌展開,資源艙與問天實驗艙基本相同。
夢天實驗艙主要任務是為航天員在密封艙內工作提供保障條件,保證航天員安全。為開展艙內及艙外空間實(試)驗提供保障條件,提供貨物氣閘,實現載荷與設備自動進出艙。
目錄
夢天實驗艙構型
2022年10月31日15時37分,搭載夢天實驗艙的長征五號B遙四運載火箭,在文昌航天發射場發射。發射後約8分鐘,夢天實驗艙與火箭成功分離並準確進入預定軌道,發射任務取得圓滿成功。
2022年11月1日4時27分,夢天實驗艙成功與天和核心艙對接(前向端口),交會對接共歷時約13小時。
2022年11月3日9時32分,夢天實驗艙順利完成轉位,空間站「T」字基本構型在軌組裝完成,後續將會開展空間站組合體基本功能測試和評估。
2022年11月3日15時12分,神舟十四號乘組順利進入夢天實驗艙。
科學載荷
科學實驗櫃
夢天實驗艙在13個標準載荷機櫃工位部署了八個科學實驗櫃和37個艙外載荷安裝工位,分別為流體物理實驗櫃、兩相系統實驗櫃、燃燒科學實驗櫃、高溫材料科學實驗櫃、超冷原子物理實驗櫃、高精度時頻實驗櫃、在線維修裝調操作櫃、航天基礎實驗櫃。
流體物理實驗櫃
流體物理實驗櫃是一個包含多套精密物理測量儀器的流體物理綜合實驗平台,由中科院力學所牽頭研製。西北工業大學趙建林教授團隊參與了相關光學測量儀器的結構設計和研製工作,其中的數字全息干涉儀由西北工業大學獨立研製。
研究主題有:微重力流體動力學及其應用研究、晶體生長動力學和蛋白質結晶研究、微重力環境下材料製備過程機理研究、微重力複雜流體研究、重要應用背景材料製備研究及空間生命技術相關的流體輸運過程研究。
兩相系統實驗櫃
兩相系統實驗櫃支持的研究主題有:支持空間蒸發與冷凝相變、沸騰傳熱、兩相流動與迴路系統、空間流體控制等科學問題與技術應用研究。
燃燒科學實驗櫃
燃燒科學實驗櫃支持的研究主題是微重力環境下的燃燒科學及應用研究,包括微重力環境下的燃燒科學基礎問題和技術,空間推進和載人航天中的微重力燃燒問題等方面研究。
高溫材料科學實驗櫃
高溫材料科學實驗櫃支持的研究主題有:微重力下材料製備過程機理研究、重要應用背景材料製備與研究,及其它相關材料實驗研究。其支持開展金屬合金、半導體光電子材料、納米和介孔材料、無機功能材料等多種類別材料的熔體生長和凝固科學實驗。
超冷原子物理實驗櫃
超冷原子物理實驗櫃,又稱超冷櫃。超冷櫃主要利用空間站優越的微重力條件和新型兩級蒸發冷卻等一系列新方法和技術,製備地面無法實現的距離絕對零度以上千億分之一度範圍內(10-12 K量級)的超低溫量子氣體,基於皮開(pK)量級的超低溫量子氣體開展前沿基礎物理研究。
支持研究主題有:量子新物態研究、天體物理的量子模擬研究、量子拓撲與量子計算研究、以及量子力學基本原理檢驗研究等。其目標為在空間微重力環境中,利用深度冷卻技術實現百pK以下的超低溫、大尺度(mm~cm)、高質量、長壽命的玻色與費米量子簡併氣體的開放實驗條件,支持開展量子模擬、量子計算和量子精密測量等前沿方向研究。該實驗櫃還提供一維、二維和三維正交光晶格和平面斜交(Kagome)光晶格用於將量子簡併氣體囚禁在周期性勢阱中,開展新奇量子相和相變研究。
高精度時頻實驗櫃
高精度時頻實驗櫃支持的研究主題有:利用極高穩定度的時間頻率開展原子躍遷光頻對比、基本物理常數精密測量和引力紅移測量的相對論驗證等基礎物理研究和應用。
高精度時頻實驗櫃的支持功能為:
通過主動氫原子鐘輸出中短期穩定度較好的頻率信號和秒脈衝信號,為相關載荷提供頻率參考;
通過冷原子微波鍾輸出中長期穩定度較好的頻率信號,可為冷原子光鍾提供頻率參考;
通過冷原子鍶光鍾可輸出穩定度及準確度更高的頻率信號,實現較地面精度高一個數量級以上的冷原子鐘系統;
通過微波和激光鏈路實現空間站-地面站原子鐘組間的時頻信號比對,評估空間站時頻系統穩定度。
高精度時頻實驗櫃=
在軌維修裝調操作櫃可支持載荷的準備、裝調、清潔、焊接、組裝、測試,維護、故障診斷和維修等艙內精細操作,可進行特殊科學實驗,空間機器人和遙科學技術試驗。櫃內有7自由度的靈巧機械手,可以遠程操控,精度達到0.1毫米。
在軌維修裝調操作櫃主要功能為:
具有在線診斷測試功能;
具有在軌精細操作保障功能和對內部載荷模塊的清潔與消毒功能;
具有為符合要求的獨立實驗模塊和科學儀器提供機、電、熱、控等支持能力;
具有廢氣、廢液和廢渣等處理能力;
具有筆記本接口,能對實驗櫃進行檢測與管理;
具有航天員參與實驗管理、樣品回收的功能。
參考文獻
- ↑ 天宮空間站之謎:180噸巨無霸能飛,究竟是怎麼做到的?,搜狐,2023-11-27
- ↑ 大國重器之二 | 中國空間站 ,搜狐,2024-01-22